Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen der zeitlichen Belastung eines Versorgungsspannungsnet¬ zes unter Verwendung eines Rundsteuersignalgebers sowie einen Stromzähler, ein Anzeigegerät und ein Schaltgerät für ein solches Verfahren.

Die Gestehungskosten elektrischer Energie schwankt er¬ heblich: Während elektrische Energie für die Grundlast relativ kostengünstig hergestellt werden kann, sind die Gestehungskosten für die Energie, die zu Spitzenzeiten dem Versorgungsnetz entnommen wird, sehr hoch. Der Stromabnehmer (jedenfalls der Privataushalt) zahlt je¬ doch im allgemeinen einen Strompreis, der unabhängig da¬ von ist, ob "wertvoller" Strom zu Zeiten des Spitzenbe¬ darfes oder aber "billiger" Strom zu Zeiten eines gerin¬ gen Bedarfes verbraucht wird.

Um dem entgegenzuwirken, sind bereits ZweitarifZähler bekannt, die durch ein von dem Elektrizitätversorgungs¬ unternehmen (EVU) dem Versorgungsnetz aufgeprägtes Rund— steuertelegramm geschaltet werden, so daß nachts dem Netz entnommener Strom zu einem günstigeren Preis be¬ rechnet wird. Bekannt sind weiter Überverbrauchszähler und Maximumzähler. Auch derartige Zähler können das Pro¬ blem jedoch nicht befriedigend lösen. Es ist weiter der Vorschlag diskutiert worden, über Rundsteuersignalgeber last bhängig jeweils eine von mehreren in den Stromzäh¬ lern eingespeicherte Tarifstufen durch Übermittlung ei¬ nes entsprechend codierten Rundsteuertelegramms anzuwäh¬ len. Ein solches Vorgehen aber ist aufwendig und führt insbesondere zu einer Ausbildung einer Lastspitze an dem Zeitpunkt des Beginn einer kostengünstigeren Tarifstufe. Probleme ergeben sich weiter daraus, daß die Anzahl der Rundsteuertelegramme, die pro Zeiteinheit dem Stromnetz aufgeprägt werden können, begrenzt ist.

Mit industriellen Stromabnehmern schließen die EVU's regelmäßig Verträge, nach denen ein erheblicher Teil der Stromkosten auf der Grundlage der dem Netz entnommenen Spitzenleistung berechnet wird, wodurch diese Strom¬ abnehmer wirtschaftlich an einer Vergleichmäßigung ihres Strombezuges interessiert werden. Der technische Aufwand zur Koordination der einzelnen Geräte innerhalb des Net¬ zes ist jedoch bisher erheblich.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Ver¬ fahren zu schaffen, das auf technisch einfache Weise ei¬ ne Beeinflussung der Belastung des öffentlichen und/oder des innerbetrieblichen Versorgungsnetzes ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die in dem Anspruch 1 bzw. 5, 6 und 10 angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens, des Stromzählers, des Anzeigegeräts bzw. des Schaltgerätes, die zur Durchführung der Erfindung geeignet ausgebildet sind, an.

Grundgedanke der Erfindung ist die Erkenntnis, daß - an¬ ders als bei jedem anderen Wirtschaftsgut - Angebot und Nachfrage von bzw. nach elektrischer Energie bisher nicht über den Preis in Übereinstimmung gebracht werden. Die in Abhängigkeit von der Auslastung der Kraftwerke erheblich schwankenden Kosten der EVU's werden dem Stromabnehmer bisher nicht oder nur sehr eingeschränkt weitergegeben.

Um eine zeitliche Differenzierung des Strompreises zu ermöglichen, prägt das EVU in den Umspannstationen dem Versorgungsnetz Rundsteuersignale (Impulse einer Fre¬ quenz in der Größenordnung von 1000 Hz) auf, wobei der Impulsabstand zur Beeinflussung der Netzbelastung vari¬ iert wird. Zu Zeiten, in denen die Belastung des Versor¬ gungsnetzes hoch ist, wird das EVU diese Rundsteuersi ¬ nale mit geringen Abständen, also großer Häufigkeit, dem Versorgungsnetz aufprägen, zu Zeiten, in denen das Ener¬ gieangebot den Energiebedarf übersteigt, die Signale mit einem größeren Abstand, also einer geringeren Häufig¬ keit, aussenden.

Um die zuverlässige Erkennung sicherzustellen, können die Signale als Doppelimpulse ausgebildet sein, bei¬ spielsweise als zwei Impulse von je 100 msec Dauer mit einer Unterbrechung von 50 sec.

Der Stromzähler des Stromabnehmers wird durch einen Rechner ergänzt, der nicht (nur) die dem Netz entnommene elektrische Arbeit anzeigt, sondern einen anhand des je¬ weiligen Signalabstands bewerteten Verbrauch. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß bei jedem Erkennen eines dem Versorgungsnetz aufgeprägten Rundsteuersignals durch den Zähler die von dem Abnehmer (Haushalt, Betrieb) dem Ver¬ sorgungsnetz während des vorangegegangenen Intervalls durchschnittlich entnommene elektrische Leistung aufad¬ diert wird. Zu Zeiten einer hohen Belastung des Versor¬ gungsnetzes erfolgt also eine Addition mit größerer Häu¬ figkeit als zu Zeiten einer geringen Belastung des Net¬ zes. Erfaßt wird somit nicht der absolute Betrag der dem Netz entnommenen Energie, sondern ein Betrag, der dem zeitlich schwankenden "Wert" der Energie entspricht.

Alternativ kann dies beispielsweise auch dadurch bewirkt werden, daß der Stromzähler die Länge des Abstandes auf¬ einander folgender Signale mißt und die im nachfolgenden Intervall entnommene elektrische Arbeit mit einem diesem Abstand reziprok entsprechenden Wert multipliziert.

Ein derartiges Verfahren zum Bestimmen der von dem Abnehmer für dem Versorgungsnetz entnommene elektrische Energie zu zahlenden Betrages wird den Abnehmer veran¬ lassen, seinen Stromverbrauch in Zeiten zu legen, in de¬ nen die Energie kostengünstig ist, also zu Zeiten gerin¬ gen Strombedarfs, in denen die Intervalle zwischen den einzelnen Signalen lang ist. Dies gilt insbesondere für die Benutzung von Waschmaschinen, Geschirrspülern, Kühl- und Gefriergeräten und Warmwasserspeichern, bei denen dem Verwender der genaue Zeitpunkt des Arbeitens nicht wichtig ist.

Das Einschalten dieser Verbraucher kann von dem Strom¬ abnehmer durch Vorsehung entsprechender elektrischer, in die Steckdose oder aber den Stromverteiler einzusetzende Zeituhren bewirkt werden.

Es ist jedoch auch möglich, bestimmte Verbraucher elek¬ trischer Energie (Waschmaschine, Geschirrspüler, Warm¬ wasserbereiter, Tiefkühltruhe oder auch Herd) mit einem Schaltgerät zu versehen, das die der Versorgungsspannung aufgeprägten Rundsteuersignale erkennt und den jeweili¬ gen Abstand der Signale voneinander ermittelt. Bei über¬ schreiten eines vorgegebenen Abstands zwischen den Sig¬ nalen (also bei einem entsprechend günstigen Stromange¬ bot) wird das entsprechend ausgerüstete Gerät automa¬ tisch eingeschaltet. Durch die Bestimmung eines entspre¬ chenden Schwellenwertes kann der Verbraucher somit fest¬ legen, welchen Maximalbetrag er für die benötigte elek¬ trische Arbeit auszugeben bereit ist. Diese den elektri¬ schen Verbraucher vorzuschaltenden Schaltgeräte können weiter mit einer Logik versehen sein, die bei einer Tiefkühltruhe die Versorgung mit elektrischer Energie wenigstens alle 4 Stunden oder bei einer Waschmaschine die bleibende Versorgung bis zum Abschluß des Waschvor¬ gangs bewirkt.

Es kommen auch andere Codierungsverfahren, insbesondere eine Variation der Länge der einzelnen Rundsteuersigna¬ le, in Betracht. Stromwertzähler bzw. Schaltgeräte sind dann entsprechend auszubilden. Die hier vorgeschlagene Codierung über den Abstand der Signale (also deren Häu¬ figkeit) ist jedoch besonders einfach, zuverlässig und störungs- sowie manipulationssicher: Die Anzahl der von dem Stromzähler erkannten Signale kann erfaßt und auf

Abruf im Display dargestellt werden, Manipulationsversu¬ che durch Ausfiltern der Signale können so nachgewiesen werden.

Die moderne Mikroelektronik ermöglicht es, den Rechner, um den der bekannte, die dem Netz entnommene elektrische Arbeit ermittelnde Stromzähler zu ergänzen ist, die An¬ zeigegeräte und die Schalt erate als Massenprodukte äußerst kostengünstig herzustellen.

Bei Anwendung des Verfahrens ist mit einer erheblichen Vergleichmäßigung des dem Versorgungsnetz entnommenen Energie zu rechnen. ^" Die durchschnittlichen Gestehungs¬ kosten für elektrische Energie werden dadurch erheblich sinken.

Der zur Durchführung des Verfahrens zur Abrechnung zwi¬ schen EVU und Kunden erforderliche Stromzähler ist mit einem (vorzugsweise aktiven) Filter zum Erkennen der der Versorgungsspannung aufgeprägten Signale, die einen Ab¬ stand in der Größenordnung von durchschnittlich 1 min haben können, zu versehen. Weiter ist ein Zähler vorzu¬ sehen, der den Abstand zwischen den- einzelnen Impulsen bestimmt. Schließlich ist die während des Intervalls entnommene elektrische Arbeit mit einem Faktor zu multi¬ plizieren, der sich aus dem Abstand zwischen den Signa¬ len (bzw. deren Länge) ergibt. Die Summe dieses Produkte wird auf einem Display angezeigt und dient zur Abrech¬ nung mit dem Kunden. Alternativ kann der Rechner jedoch auch bei jedem Erkennen des Signals auf der Versorgungs- spannung die durchschnittliche Leistung in dem vorange¬ gangenen Intervall aufsummieren.

Auf dem Display sollten weiter die tatsächlich (also un- bewertete) dem Netz entnommene elektrische Arbeit als auch die Anzahl der von dem Gerät erkannten Signale an¬ gezeigt werden können.

Das Anzeigegerät, das - beispielsweise in der Küche - in eine Steckdose eingesteckt werden kann, ist mit einem aktiven Filter versehen, das die Signale erkennt. Der Abstand dieser Impulse voneinander wird durch eine ge¬ eignete Schaltung ermittelt, in Abhängigkeit von der Länge dieses Abstandes wird eine aus einer Mehrzahl von - vorzugsweise farbigen - Leuchtdioden angesteuert. Für den Stromabnehmer ist der jeweilige Strompreis somit je¬ derzeit unmittelbar erkennbar. Eine besonders einfache Version dieses Anzeigegeräts ist mit lediglich einer ro¬ ten, einer gelben und einer grünen Leuchtdiode versehen und entspricht somit einer Verkehrsampel. Dabei kann vorgesehen sein, daß die rote Lampe erst dann erlischt, wenn die grüne Leuchtdiode aufleuchtet. Es versteht sich, daß der jeweilige sich aus dem Signalabstand erge¬ bende Strompreis auch digital angezeigt werden kann.

Das Schaltgerät, das in den Stromverteilerkasten oder aber in eine Steckdose eingesetzt werden kann, ist mit einem aktiven Filter versehen, das die Signale erkennt und einen diesem Abstand entsprechenden Wert mit einem von dem Verwender - beispielsweise über ein Potentiome¬ ter - eingestellten Wert vergleicht. Ein Relais oder ein Triac werden durchgeschaltet, sobald der dem Abstand der Signale entsprechende Wert den eingestellten Wert unter¬ schreitet. Zeitkreise, deren Laufzeit einstellbar sind, stellen sicher, daß eine Mindesteinschaltzeit und/oder eine Höchsteinschaltdauer gewährleistet sind.

Dabei kann das Schaltgerät mit einem Rechner versehen sein, der eine Bewertung des von ihm geschlalteten Gerä¬ tes verbracuhten Arbeit anhand der Signalabstände vor¬ nimmt.

In Verbindung mit Kühl— oder Gefriergeräten ist es sinn¬ voll, das Schaltgerät mit einem Thermostaten zu verse¬ hen, der die Temperatur in dem Gerät mißt und dafür sorgt, daß das Gerät bei überschreiten einer bestimmten, höher als die Temperatur des geräteeigenen Thermostaten einzustellenden Temperatur unabhängig von dem jeweiligen Strompreis mit Energie versorgt wird. Entsprechendes gilt für Raumheizgeräte und Warmwasserspeichergeräte.

Die hier vorgeschlagenen Geräte können auch innerhalb eines Betriebes, in dem der Strombezug zur Reduzierung der Kosten vergleichmäßigt werden soll, eingesetzt wer¬ den. Bei einer solchen Anwendung ist die von dem Betrieb jeweils dem Netz entnommene elektrische Arbeit zu messen und mit einem einstellbaren gewünschten Maximalwert zu vergleichen. Die Signale werden dann mit einem sich aus diesem Sol1/Ist-Vergleich ergebenden Abstand voneinander dem betriebeinternen Netz aufgeprägt, wobei der Abstand der Signale zur Verringerung der Netzbelastung so lange verringert und zur Erhöhung der Netzbelastung so lange erhöht wird, bis die gewünschte Netzbelastung erreicht ist. Die "Rangfolge^der einzelnen elektrischen Geräte, also die Reihenfolge, in der diese bei zunehmender Annä¬ herung an den Maximalwert ausgeschaltet werden, ergibt sich dabei aus der Differenzierung der Einstellung des Vergleichswerts an den elektrischen Geräten vorgeschal¬ teten Schaltgeräten.