Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich der Geräteuhr
eines Energiemessgeräts mit der gesetzlichen Zeit für eine mit der gesetzlichen
Zeit synchronen Aufzeichnung der Messperioden des Energiemessgeräts, wobei
das Energiemessgerät die Zeit der Geräteuhr mit der gesetzlichen Zeit
vergleicht.
Messgeräte zur Bestimmung des Energieverbrauchs sind bereits
seit langem bekannt. Einfache Zählerwerke, wie Rollenzähler für Wirk-
und Blindenergie, sind klassische Beispiele für Energiemessgeräte.
Heutige Energiemessgeräte verfügen in der Regel über
komplexe Funktionen zur Aufzeichnung und Handhabung von Energiemesswerten. So hat
in den letzen Jahren die Lastgangaufzeichnung eine bedeutende Rolle erlangt. Bei
einer Lastgangaufzeichnung, auch Zählerstandsaufzeichnung genannt, wird vom
Zähler in zeitgleichen Abständen die gemessene Energie oder die gemittelte
Leistung in einen Aufzeichnungsspeicher abgelegt. Ein typischer Wert für die
Dauer einer Messperiode ist 15 Minuten, es sind aber auch Werte wie 10 Minuten,
30 Minuten oder 60 Minuten üblich. Die Dauer einer Messperiode wird dabei über
eine Geräteuhr bestimmt. Durch eine Auslesung des Aufzeichnungsspeichers kann
dann ein Verbrauchsprofil des Energieabnehmers erstellt werden.
Vor allem für weiterverarbeitende Systeme, wo die Datenaufbereitung
bis hin zur Abrechnung durchgeführt wird, ist es wichtig, dass die Zeit der
Geräteuhr der gesetzlichen Zeit entspricht. Mit dem Zeitgesetz von 1978 wurde
die mitteleuropäische Zeit als gesetzliche Zeit für Deutschland festgelegt.
Zudem wird in dem Zeitgesetz bestimmt, dass die gesetzliche Zeit im amtlichen und
geschäftlichem Verkehr für Datum und Uhrzeit maßgeblich ist. Es ist
daher vor allen Dingen für die Abrechnung wesentlich, dass die Aufzeichnungen
der Energieverbrauchswerte synchron zur gesetzlichen Zeit erfolgt.
Die gesetzliche Zeit wird von der physikalisch-technischen Bundesanstalt
über Atomuhren realisiert und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.
Das bekannteste Verfahren dafür ist die Ausstrahlung der gesetzlichen Zeitzeichen
über den Sender DCF 77.
In gebräuchlichen Energiemessgeräten wird als Geräteuhr
üblicherweise ein Uhrenbaustein auf Quarzzeitbasis eingesetzt, der Zeitbasis
und Kalendarium zur Verfügung stellt. Diese Uhrenbausteine sind hinreichend
genau, d.h. der Fehler in der Dauer einer Messperiode ist im Hinblick auf die geforderte
Genauigkeit vernachlässigbar klein, um eine präzise Lastgangaufzeichnung
zu ermöglichen. Die Langzeitungenauigkeit eines solchen Bausteins liegt jedoch
pro Monat im Bereich von bis zu einer Minute. Um die Messperioden der Geräteuhr
deckungsgleich zur gesetzlichen Zeit aufzeichnen zu können, muss diese Langzeitungenauigkeit
des Uhrenbausteins korrigiert werden. Üblicherweise wird dabei so verfahren,
dass die Geräteuhr sprunghaft auf die gesetzliche Zeit gesetzt wird. Geht die
Geräteuhr also vor, so wird durch dieses Verfahren die aktuelle Messperiode
verlängert, geht die Geräteuhr nach, so wird die aktuelle Messperiode
verkürzt. Die aufgezeichneten Energiewerte pro Messperiode entsprechen dann
nicht mehr dem tatsächlichen Abnahmeverhalten des Energiekunden.
In den heutzutage üblichen Verfahren wird versucht, dieses Problem
zu lösen, indem diese Unstetigkeiten genau im Logbuch dokumentiert werden.
Bei der Auswertung der Daten bereiten diese Unstetigkeiten trotz allem weiterhin
Probleme, so dass die entsprechenden Messperioden als fehlerhaft gekennzeichnet
werden. Häufig geschieht dies bis zu einmal täglich.
Aus anderen Bereichen ist die Anpassung der Urzeit von mindestens
zwei Uhren aneinander bereits bekannt. So wird in der DE
103 27 116 A1 ein Verfahren zur Zeitsynchronisation von mindestens zwei
in einem Mulitprozessor-System enthaltenen Uhren beschrieben. In dem Zeitsynchronisationsverfahren
erzeugt eine erste Uhr mit einer vorgegebenen Taktrate aufeinander folgende, die
Zeit anzeigende Zeitstempel. Eine zweite Uhr weist eine einstellbare Taktrate auf
und wird in bestimmten Zeitabständen mit der ersten Uhr synchronisiert. Dies
geschieht dadurch, dass die gegenseitige zeitliche Lage von Flanken der ersten Uhr
und der zweiten Uhr in vorgegebenen Zeitabständen erfasst wird, wobei die Flanken
den Übergang zwischen aufeinander folgenden Zeitstempeln repräsentieren.
Aus der Änderung der gegenseitigen zeitlichen Lage der Übergangsflanken
der ersten Uhr und der zweiten Uhr wird ein die Zeitabweichung zwischen der ersten
Uhr und der zweiten Uhr repräsentierender Korrekturfaktor bestimmt. Die Taktrate
der zweiten Uhr wird mittels des die Zeitabweichung zwischen der ersten Uhr und
der zweiten Uhr repräsentierenden Korrektorfaktors neu eingestellt, um die
Zeitabweichung zwischen der ersten Uhr und der zweiten Uhr zu vermindern. Gegebenenfalls
werden die beschriebenen Schritte wiederholt.
Die CH 294 062 offenbart ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Richten einer Uhr, beispielsweise
einer Anzeigeuhr, wie einer Pendeluhr oder einer Turmuhr, durch ein periodisch übermitteltes
Normalzeitzeichen. Die Uhrzeit der Uhr wird bei einer Abweichung von dem Normalzeitzeichen
dadurch korrigiert, dass die Geschwindigkeit des Gehwerks der Uhr
beeinflusst wird.
Ein weiteres Verfahren zur Synchronisation verteilt angeordneter Uhren,
beispielsweise in einem vernetzten Steuergeräteverbund eines Fahrzeugelektroniksystems,
ist aus der DE 100 41 724 A1 bekannt.
Die verteilt angeordneten Uhren weisen einen veränderbaren Uhrentakt auf, der
innerhalb jeweils zugehöriger Einstellbereiche veränderbar ist. In dem
Verfahren wird jeder Uhr von Zeit zu Zeit die Information über den momentanen,
fremden Uhrentakt einer der anderen Uhren übermittelt. Nach einer Überprüfung,
ob der fremde Uhrentakt innerhalb des eigenen Einstellbereichs liegt, wird der eigene
momentane Uhrentakt in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem fremden
und dem eigenen Uhrentakt aktualisiert.
Die AT 93 425 offenbart ein
Gleichlaufsystem für elektrische Uhren mit einer Hauptuhr und einer Nebenuhr.
Wenn die Nebenuhr zu rasch oder zu langsam läuft, wird die Geschwindigkeit
der Nebenuhr verändert und die Nebenuhr läuft so lange mit geänderter
Geschwindigkeit, bis ein Gleichlauf der Nebenuhr mit der Hauptuhr erreicht ist.
Realisiert wird dies dadurch, dass die Nebenuhr angehalten wird, wenn sie schneller
läuft als die Hauptuhr, bis die Hauptuhr den Stand der Nebenuhr erreicht hat.
Bei einem zu langsamen Lauf der Nebenuhr wird der Gang der Nebenuhr sehr stark beschleunigt,
bis die Nebenuhr den Stand der Hauptuhr erreicht hat.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren
bereitzustellen, über das die Langzeitungenauigkeit der Geräteuhr korrigiert
werden kann, wobei Diskontinuitäten in der internen Zeitbasis im Wesentlichen
vermieden werden, so dass eventuell auftretende Probleme in den nachfolgenden Prozessen
von der Datenaufbereitung bis hin zur Abrechnung verringert werden. Zudem soll die
Korrektur bei Zeitabweichungen der Geräteuhr von der gesetzlichen Zeit nicht
zu lange dauern, bzw. die Korrektur von großen Zeitabweichungen schnell erfolgen.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zeit der
Geräteuhr bei einer unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegenden
Abweichung von der gesetzlichen Zeit an die gesetzliche Zeit angepasst wird, indem
die Geräteuhr etwas schneller oder langsamer läuft, bis die Abweichung
korrigiert ist und die Zeit der Geräteuhr der gesetzlichen Zeit entspricht,
und dass die Zeit der Geräteuhr bei einer über dem vorbestimmten Schwellenwert
liegenden Abweichung von der gesetzlichen Zeit in einem Schritt auf die gesetzliche
Zeit gesetzt wird.
Auf diese Weise treten bei kleineren Abweichungen keine Diskontinuitäten
in der internen Zeitmessung auf, da keine Sekunden übersprungen werden. Stattdessen
erfolgt je nach Abweichung eine Stauchung bzw. Streckung der Gerätesekunde
beispielsweise um 10%. Das Verfahren ermöglicht somit eine kontinuierliche
Lastgangaufzeichnung und vermeidet damit Probleme in den folgenden Verarbeitungsschritten
der Aufzeichnungsdaten. Durch die Kontinuität der Gerätezeit sind zudem
Zeitsteuerungen einfacher zu realisieren, da eventuell gesetzte Zeitmarken während
der Stellvorgänge nicht übersprungen werden. Bei großen Abweichungen
würde die Korrektur über das Synchronisationsverfahren sehr lange dauern.
Es ist daher notwendig, die Geräteuhr in einem Schritt zu stellen. Das kontinuierliche
Korrekturverfahren, bei dem die Geräteuhr bei Abweichungen schneller oder langsamer
läuft, wird bei einer Messperiodendauer von 15 Minuten pro Messperiode bei
Abweichungen von bis zu 9 Sekunden durchgeführt. Pro Messperiode können
so Abweichungen bis zu 1% der Messperiode korrigiert werden. Der vorbestimmte Schwellenwert
beträgt vorzugsweise etwa 3% der Messperiodendauer. Bei einer Messperiodendauer
von 15 Minuten beträgt der vorbestimmte Schwellenwert etwa 27 Sekunden. Die
genannten Zeitdauern entsprechen den deutschen Zulassungsvorschriften bzw. den Anforderungen
der physikalisch-technischen Bundesanstalt. Es wäre aber auch denkbar andere
Zeitwerte einzusetzen.
In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass der Korrekturvorgang
bei einer unterhalb des Schwellenwerts liegenden Abweichung über mehrere Messperioden
läuft. Auf diese Weise ist es möglich, die Streckung bzw. Stauchung einer
Gerätesekunde zu verringern und eventuell auftretende Fehler weiter zu verringern.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein laufender
Korrekturvorgang von der Geräteuhr angezeigt wird. Dies ist z.B. durch ein
optisches Zeichen in der Anzeige möglich. Der Benutzer wird dadurch darauf
hingewiesen, dass momentan ein Korrekturvorgang läuft.
In einer weiteren vorteilhaften Variante ist vorgesehen, dass das
Energiemessgerät über eine längere Zeit eine mittlere Langzeitungenauigkeit
der Geräteuhr ermittelt und diese Langzeitungenauigkeit in jede Messperiode
einkalkuliert. Die während einer Messperiode auftretende Abweichung der Zeit
der Geräteuhr von der gesetzlichen Zeit und somit auch der Fehler werden dadurch
minimiert.
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf ein Energiemessgerät
zur Durchführung des Verfahrens mit einer Geräteuhr, einer Einrichtung
zum Empfang der gesetzlichen Zeit und einem Steuerungsmodul, das die Zeit der Geräteuhr
mit der gesetzlichen Zeit vergleicht und das derart ausgebildet ist, dass die Geräteuhr
bei einer unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegenden Abweichung der
Zeit der Geräteuhr von der gesetzlichen Zeit so angesteuert wird, dass sie
ihren Lauf etwas beschleunigt oder verlangsamt, bis die Abweichung ausgeglichen
ist, und dass die Geräteuhr bei einer über dem vorbestimmten Schwellenwert
liegenden Abweichung der Zeit der Geräteuhr von der gesetzlichen Zeit in einem
Schritt auf die gesetzliche Zeit gesetzt wird.
Das Energiemessgerät hat entsprechend den Vorteil, dass bei geringen
Abweichungen Diskontinuitäten in der aufgezeichneten Zeitbasis vermieden werden
und somit keine Probleme bei der Weiterbehandlung der Energiemesswerte auftreten.
Ein lang andauerndes Korrekturverfahren bei großen Abweichungen wird durch
das Setzen der Geräteuhr auf die gesetzliche Zeit vermieden.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 Frontansicht eines Energiemessgeräts,
2 Schnitt durch das in 1
dargestellte Energiemessgerät.
In 1 ist das Energiemessgerät
1 dargestellt. Es umfasst ein Gehäuse 2, das eine Öffnung
3 aufweist. Durch die Öffnung 3 ist ein Display
4 erkennbar. Das Display 4 zeigt u.a. den Energieverbrauch der
oder des Geräts an, an die das Energiemessgerät 1 angeschlossen
ist.
2 zeigt einen Schnitt durch das in 1
dargestellte Energiemessgerät 1. Neben dem Display 4 umfasst
das Energiemessgerät 1 eine Geräteuhr 5 sowie eine Einrichtung
zum Empfang der gesetzlichen Zeit 6. Es wäre denkbar, als Einrichtung
zum Empfang der gesetzlichen Zeit 6 beispielsweise eine Funkuhr einzusetzen.
Über die Geräteuhr 5 wird die Dauer einer Messperiode
bestimmt. Ein typischer Wert für eine Messperiode sind 15 Minuten, es ist aber
auch denkbar, dass die Dauer einer Messperiode 10 Minuten, 30 Minuten oder
60 Minuten beträgt. Üblicherweise wird ein Uhrenbaustein auf Quarzzeitbasis
als Geräteuhr 5 eingesetzt.
Weiterhin umfasst das Energiemessgerät 1 ein Steuerungsmodul
7. In dem Steuerungsmodul 7 wird die Zeit der Geräteuhr
5 mit der über die Einrichtung 6 empfangenen gesetzlichen
Zeit verglichen. Bei Abweichungen der Zeit der Geräteuhr 5 von der
gesetzlichen Zeit steuert das Steuerungsmodul die Gerätuhr 5 so an,
dass diese ihren Lauf etwas beschleunigt oder verlangsamt, bis die Abweichung beseitigt
ist. Somit ist es möglich, die Zeit der Geräteuhr 5 ohne Diskontinuitäten
an die gesetzliche Zeit anzupassen. Probleme in den nachfolgenden Schritten, z.B.
bei der Abrechnung, werden somit vermieden.