Système de contrôle de puissance et de délestage.
La présente invention concerne des systèmes électroniques de régulation et de contrôle de puissance et, d'une manière plus spécifique, un appareil commandé par un programme mémorisé pour délester sélectivement des dispositifs cônso�ateurs de puissance en vue de maintenir l'énergie consommée pendant chaque intervalle de contrôle entre des limites prescrites,
Le coût de l'énergie électrique est un facteur économique important dans de nombreuses applications et installations industrielles, facteur dont l'importance s'est encore accrue à la suite de l'augmentation notable des frais de com-bustible au cours de ces dernières années, frais qui sont répercutés par les producteurs d'électricité à leur clientèle. Le coût de l'énergie électrique en courant alternatif payé
par l'industrie dépend, de manière générale, à la fois de l'énergie (par exemple mesurée en kilowatts-heure) consommée pendant une période de facturation (par exemple un mois) et de la consommation de pointe (par exemple le plus grand nombre de kilowatts-heure consommés pendant une période quelconque de
15 minutes ou d'une demi-heure ou une période analogue). Les méthodes de facturation spécifiques des producteurs d'électricité diffèrent mais elles ont toutes pour effet de pénaliser
un consommateur dont la consommation de pointe est élevée par rapport à sa consommation totale. Cette méthode assure évidemment des rentrées adéquates pour les Sociétés productrices d'électricité qui doivent installer des appareils générateurs
de courant onéreux pour satisfaire aux demandes de pointe.
Un consommateur industriel dont la consommation
de pointe est élevée, même pendant une très courte période de temps, est fortement pénalisé et dans certaines régions, il se voit même appliquer un tarif plus élevé.
L'invention a donc pour but de procurer un système
de régulation de puissance perfectionné.
D'une manière plus spécifique, l'invention a également pour but de procurer un appareil servant à contrôler
la puissance consommée et à délester les dispositifs consommateurs de courant alternatif ou de courant continu pour maintenir la puissance consommée dans chaque intervalle de contrôle entre des limites prescrites.
L'invention a encore pour but de procurer un système
de contrôle et de régulation de puissance dans lequel les carac-téristiques (et la priorité d'utilisation) de chaque élément du système puissent être redéfinies comme on le désire, par exemple
à mesure que le temps s'écoule, sous l'action de détecteurs extérieurs (par exemple température,' vitesse de traitement ou facteurs analogues), ou sous l'effet de données locales ou distantes introduites à la main, par exemple par l'intermédiaire' d'un téléscripteur.
L'invention a encore pour but de procurer un appareil régulateur de puissance qui puisse être développé et règle les dispositifs consommateurs et les dispositifs de commande des dispositifs consommateurs disposés physiquement à des endroits locaux et distants.
Ces buts ainsi que d'autres encore de l'invention sont réalisés dans un système de régulation de la puissance et de délestage des dispositifs consommateurs comprenant un circuit de mesure de la consommation et de jonction au compteur-enregistreur servant à introduire la consommation totale dans une unité de traitement centrale. La mémoire de l'unité de traitement centrale comprend une table de stockage de données caractérisant chaque dispositif consommateur électrique du système par toute une hiérarchie de niveaux opérationnels, et un circuit est prévu
pour permettre à l'unité de traitement centrale d'enclencher et
de déclencher des dispositifs consommateurs locaux et éloignés selon des algorithmes mémorisés de délestage et de projets de consommation d'énergie.
En bref, le calculateur numérique opère sur les informations fournies par le compteur-enregistreur et établit un projet de consommation d'énergie dans chacun des intervalles de contrôle successifs. Si la puissance doit être délestée pour éviter une consommation de pointe projetée excessive,les dispositifs consommateurs sont examinés en série et délestés sélectivement sur une base de priorité croissant de façon monotone, selon les besoins, en fonction des paramètres opérationnels et de l'état de chaque dispositif consommateur pour le niveau prédominant à ce moment là.
Ces particularités et avantages de l'invention ainsi
que d'autres encore ressortiront clairement de la description détaillée suivante d'un appareil de contrôle de puissance spécifique et d'un appareil régulateur de charge, donnée à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
les Fig. lA et 1B représentent respectivement les parties gauche et droite d'un système de contrôle de puissance
et de délestage composite conforme à l'invention;
La Fig. 2 est un schéma synoptique illustrant le traitement des données en vue d'établir un projet de consommation d'énergie dans un intervalle de contrôle, et servant à définir les exigences du.délestage, et
la Fig. 3 est un schéma synoptique caractérisant un algorithme S H E D de traitement de données servant à mettre sélectivement hors circuit des dispositifs consommateurs du système, selon les besoins.
Les Fig. lA et 1B formant, comme indiqué ci-après,
la Fig. 1, représentent un système de contrôle de puissance et de délestage conforme à l'invention qui comprend un compteur-enregis-
<EMI ID=1.1>
par une source de courant: alternatif 59 par l'intermédiaire d'une voie omnibus de distribution 62. Le compteur-enregistreur de puissance 10 fournit, en tant que premier signal de sortie sur
<EMI ID=2.1>
d'énergie prédéterminée. Le compteur-enregistreur de puissance 10 fournit également, sur un conducteur de sortie 14, des informations de synchronisation identifiant la période relativement courte pendant laquelle l'énergie consommée doit être déterminée. Ainsi, par exemple, lorsque la consommation d'énergie est con-
<EMI ID=3.1>
est activée une fois toutes les 15 minutes. En variante, les périodes de contrôle peuvent correspondre à des intervalles
en temps réel (par exemple chaque quart d'heure) signalés par
une horloge en temps.réel 41 décrite plus loin.
Il est à noter que le coût du courant industriel
dépend du courant de pointe consommé pendant un
intervalle contrôlé quelconque. Cela étant, il est souhaitable d'une manière générale que le système intervienne pour éviter
une consommation d'énergie de pointe excessive pendant tout intervalle de contrôle signalé par la sortie sync du compteur 10. Ceci s'effectue d'une manière générale en modifiant l'état en circuit/hors circuit des dispositifs consommateurs moins prioritaires afin de déplacer une fraction des besoins en énergie de ces dispositifs consommateurs vers des périodes où des dispositifs consommateurs de -courant alternatif dont l'ordre de priorité est plus élevé demandent moins d'énergie.
A cet effet, un circuit de jonction de compteur de pointe 20 reçoit des informations de sortie de puissance 12
et de synchronisation 14 du compteur -enregistreur 10 et transmet ces données à un Calculateur numérique 30. Comme indiqué aux dessins, le-calculateur 30 utilise une unité de traitement centrale 31 et une mémoire 32 pour recevoir les informations de consommation électrique et agir sur ces informations par l'intermédiaire d'un adaptateur de jonction de périphérique 33
<EMI ID=4.1>
La structure particulière représentée pour le calculateur numérique 30 sur la Fig. 1 (qui comprend une. série d'interrupteurs.
de priorité 35 passant à un codeur d'interrupteur de priorité
<EMI ID=5.1>
par une gamme d'unités de traitement comprenant des calculateurs universels standards, des minicalculateurs et des unités de microtraitement. Par exemple, le minicalculateur vendu par
<EMI ID=6.1>
être utilisé.
Suivant le fonctionnement classique d'un ordinateur comportant des.voies omnibus de données et d'adresse communes
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
système pour assurer la sélection et la connexion, unilatérale
ou bilatérale selon le cas,- avec le calculateur 30 et l'unité
de traitement centrale 31 en particulier.
A cet effet, le circuit de jonction 20 du compteur de consommation de pointe comprend un compteur 22 qui avance sous l'effet des impulsions de signalisation de la consommation d'énergie fournies par le compteur enregistreur 10 et un registre d'état
<EMI ID=9.1>
que chaque nouvelle impulsion de synchronisation est reçue à partir du compteur enregistreur 10 par l'intermédiaire du con-
<EMI ID=10.1>
est sélectivement aiguillée par le circuit-porte 26 sur la voie omnibus des données lorsque le circuit de jonction 20 est
<EMI ID=11.1>
omnibus d'adresse 44. Pour sélectionner les "périphériques", comme cela se pratique couramment, avec un ordinateur à voies omnibus, le circuit de jonction 20 comprend un déco-
<EMI ID=12.1> déterminer si le circuit 20 est interrogé par l'unité de traitement centrale 21 et, si c'est le cas, pour permettre au circuitporte 26 de multiplexer le contenu du compteur 22 et du registre d'état 24 sur la voie omnibus de données 43 en vue de le communiquer à l'unité de traitement centrale 31. Un élément de retardement 26
<EMI ID=13.1>
tionner un flip-flop d'état)à la -fin de chaque cycle d'interrogation De cette façon, une variable du calculateur, à laquelle a été attribué le nom mnémonique "PCTR", qui identifie l'état du compteur 22, est introduite dans une cellule de mémorisation ou de stockage adéquate (dénommée schématiquement PCTR) par l'intermédiaire de l'unité de traitement centrale 31.
Le circuit à point de contact et de commande 48 est utilisé pour mettre en circuit ou hors circuit les dispositifs consommateurs de courant réglables 66 du système. Il peut y
avoir et, en général il y a, des dispositifs consommateurs absorbant du courant et connectés à la source. de courant 59 qui ne peuvent pas être enclenchés ou déclenchés par l'unité de traitement centrale 31. La consommation de courant de ces dispositifs se reflète évidemment dans la sortie du compteur enregistreur
10 et l'appareil conforme à l'invention en tient donc compte. Cependant, en dehors de cette observation, ces dispositifs consommateurs ne doivent pas être considérés davantage.
Le circuit à point de contact et de commande 48 comprend un registre de commande 49 chargé par l'intermédiaire de
la voie omnibus de données 43 lorsque le circuit 48 est iden-
<EMI ID=14.1>
cela se pratique à nouveau de façon courante dans le domaine des calculateurs numériques à voies omnibus, chacun
des circuits communiquant avec l'unité de traitement centrale
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1> comprennent chacun un décodeur d'adresse comparable au décodeur
27 représenté. dans le circuit de jonction 20 du compteur de consommation décrit d'une manière spécifique plus haut (chaque décodeur pouvant évidenment réagir à un mot d'adresse numérique unique). Chaque décodeur d'adresse réagit aux signaux d'adresse produits par le calculateur 30 sur la voie omnibus d'adresse
<EMI ID=17.1>
le calculateur 30 en vue d'établir une communication et qui connecte convenablement le périphérique sélectionné à la voie omnibus de données (par exemple par l'intermédiaire du circuitporte 26 représenté pour le circuit de jonction 20). Un appareil comparable au décodeur d'adresse 27 et aux éléments multiplexeurs 26 décrit en relation avec le circuit de jonction 20
du compteur de consommation est ci-après supposé être incorporé à tous les appareils connectés aux voies omnibus de données et d'adresse- 43 et 44 (et à l'une quelconque des
<EMI ID=18.1>
et ne sera pas examiné plus en détail.
En ce qui concerne. le fonctionnement spécifique du circuit à point de contact et de commande 48, le premier étage
<EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
dispositif consommateur 661 est connecté sélectivement à la source de courant alternatif 59 par l'intermédiaire d'un con-
<EMI ID=21.1>
Pour illustrer la commande d'un dispositif consomma-
<EMI ID=22.1>
dans sa position supérieure aux dessins, lorsque le premier étage du registre 49 signale que le dispositif consommateur 661 doit être alimenté, il présente un chiffre binaire approprié, par exemple un "1" binaire".Ce bit de sortie excite la bobine-501, soit directement par un relais sensible,soit indirectement par l'intermédiaire d'un amplificateur tampon ou d'un circuitporte (non représenté) actionnant ainsi les contacts 511 du relais, Les contacts fermés 511 ferment un circuit d'excitation pour le relais 601 contournant le dispositif consommateur 661 par l'in-
<EMI ID=23.1>
verts 651, ce qui provoque la fermeture du circuit allant de la source de courant alternatif 59 au dispositif consommateur 661.
D'une manière correspondante,, si un bit de "courant coupé" (par exemple un "0") est présent dans le premier étage
<EMI ID=24.1>
le dispositif consommateur 661 est déconnecté_de la source de
<EMI ID=25.1>
Les contacts normalement fermés 631 peuvent être disposés autour de la zone du dispositif consommateur en vue de désexciter un relais 60., (et ainsi également lé dispositif consommateur 661) indépendant de la sortie de l'unité de traitement 31 qui a été introduite dans le registre 49. Ainsi, par exemple, les contacts 63, peuvent constituer un commutateur de secours, la sortie d'un détecteur local sensible à une surcharge ou à des conditions de température excessives, ou un dispositif analogue.
<EMI ID=26.1>
<EMI ID=27.1>
la forme d'une entrée par un conducteur 561 à un registre 71 dans le circuit d'état 70, de même qu'un signal qui passe par
<EMI ID=28.1>
du relais de commande 601 du dispositif consommateur,par l'intermédiaire d'un conducteur 671. Le signal amené au registre 71 par le conducteur 561 indique à l'unité de traitement centrale
31 si le dispositif consommateur 66L est ou non à même d'être commandé par le calculateur 30, c'est-à-dire d'être mis en oeuvre ou délesté, comme il le faut. A cet effet, il est à noter
<EMI ID=29.1>
autre que sa position supérieure, le dispositif consommateur 661 ne peut pas être commandé par l'unité de traitement centrale 31
<EMI ID=30.1>
un signal de masse (un "0" binaire pour un dispositif logique
à circuit intégré absorbant du courant d'ordre général) lorsque le commutateur 531 se trouve dans sa position supérieure, et
<EMI ID=31.1>
De même, le signal masse/ouvert transmis au registre
<EMI ID=32.1>
me à l'unité de traitement centrale 31 l'état réel d'un dispositif consommateur commandé 661, indépendamment de l'ordre émis à cet effet par le calculateur 30. A cet effet, il est à noter que le calculateur 30 peut signaler que le dispositif consommateur 661 est excité alors qu'en fait, ce dispositif consommateur peut ne pas être excité, par exemple par une ouverture des contacts 631 due à un état quelconque prédominant localement dans le dispo- sitif consommateur 661, en raison d'un défaut du système dans
le circuit 48, d'un conducteur sectionné ou de causes analogues.
Cela étant, l'appareil du système décrit plus haut
est entièrement efficace pour introduire des informations de synchronisation et de consommation de courant du compteur enregistreur 10 dans l'unité de traitement centrale 31 et dans la mémoire 32, pour lancer des ordres de la mémoire
et de l'unité de traitement centrale 31, 32 afin de mettre en circuit ou hors circuit chaque dispositif consommateur commandé 661 à 66n et pour contrôler leur état par l'intermédiaire du circuit d'état 70.
A titre d'appareil supplémentaire du système,
le calculateur 30 comprend un codeur d'interrupteur de priorité 34 servant à introduire directement dans l'unité de traite-
<EMI ID=33.1>
provenant d'un circuit 36 signalant une panne de courant; des
<EMI ID=34.1>
par exemple un téléscripteur; et des informations d'horloge machine fournies par une horloge binaire 41. Comme les spécialistes le savent fort bien, les sources d'informations 36,
<EMI ID=35.1>
<EMI ID=36.1>
lieu de fournir des informations par l'intermédiaire du dispositif d'interruption de l'unité de traitement centrale (et
des périphériques connectés en tant qu'interruptions de priorités avec ou sans accès direct à la mémoire). De plus, lorsqu'on utilise un minicalculateur capable d'interrompre des priorités
(par exemple le montage LEC 16 précité), aucun codeu.r d'interruption de priorité distinct 34 ne doit être utilisé.
Le système de la Fig. 1 comprend, en outre, des dé-
<EMI ID=37.1>
aux voies omnibus de données et d'adresse 43 et 44 pour leur fournir des signaux caractérisant les paramètres de l'installation industrielle commandée qui sont intéressants pour prendre les décisions de délestage de la puissance électrique. Par exemple, ces paramètres peuvent comprendre la température ambiante (qui permet par exemple d'établir des priorités pour chauffer ou refroidir des dispositifs consommateurs de courant alternatif), la vitesse de traitement dans l'installation, un mélange de produits ou des paramètres analogues.
Suivant un aspect de l'invention, l'appareil considéré plus haut peut être utilisé également pour commander des dispositifs consommateurs disposés à des endroits éloignés de
<EMI ID=38.1>
consommateurs 66' et 66". A cet effet, un appareil de couplage
<EMI ID=39.1>
d'un dispositif de télécommande 82 qui actionne, à son tour, des
<EMI ID=40.1>
<EMI ID=41.1>
<EMI ID=42.1>
sont connectées à un circuit de jonction de compteur de consomma-
<EMI ID=43.1>
trOlant le compteur enregistreur de puissance 10' (la source.de
<EMI ID=44.1>
étant supprimés pour plus de clarté), au circuit à point de
<EMI ID=45.1>
comportent d'une manière directement analogue à celle des éléments dépourvus d'indice prime et décrits plus haut. Ainsi,
par exemple, un télécoupleur 73 comprenant un UART 74 (récepteur et émetteur universel asynchrone), dont des réalisations sont vendues sur le marché par divers fabricants et sont constituées de circuits intégrés, peut être utilisé pour communiquer avec un
<EMI ID=46.1>
Pour communiquer à grande distance, on peut utiliser des modems
79 et 80, la signalisation des données étant effectuée par l'in- termédiaire d'un circuit duplex 76, 78. Lorsque des communica-
<EMI ID=47.1>
peut être connectée directement à un dispositif de télécommande
82 pour commander les dispositifs consommateurs de courant.
<EMI ID=48.1>
simplement un décodeur d'adresse 87 pour identifier le périphérique adressé par le calculateur 30 et pour activer un décodeur d'ordres 89 afin de permettre .à un séquenceur 90, par exemple
<EMI ID=49.1>
les circuits 48' et 70' successivement par l'intermédiaire de
<EMI ID=50.1>
l'unité de traitement centrale 31 par l'intermédiaire de la voie
<EMI ID=51.1>
de la liaison de communication UART 84 vers UART 74.
De plus, des dispositifs consommateurs 66" peuvent être commandés par l'intermédiaire d'un périphérique de télémultiplexage 102 connecté à l'une quelconque des voies omnibus de données et d'adresse 43, 44 ou 43', 44'-du système, en l'occurrence celles qui conviennent physiquement le mieux à un dispositif consommateur 66". Le télémultiplexeur 102 fonctionne comme un "satellite sans courant" en ce sens qu' il fournit du courant alternatif à partir d'une source de courant 106 aux dispositifs consommateurs 66" ainsi que des informations de commande. A cet effet, le multiplexeur 102 comprend un codeur ser-
<EMI ID=52.1>
nière convenant pour un multiplexage avec du courant alternatif de 60 périodes provenant de la source 106, ainsi que pour alimenter une ligne bifilaire 111. Ce multiplexage puissancesignaux peut être effectué de diverses manières bien connues des spécialistes, par exemple en utilisant un multiplexage à division de fréquence, notamment lorsque le codeur effectue un déplacement de fréquence, une modulation d'amplitude ou de fré-
<EMI ID=53.1>
A l'emplacement du dispositif consommateur, un terminal satellite sans courant 110 comprend un filtre de séparation
112 servant à fournir le courant alternatif de basse fréquence
à un circuit de verrouillage et de relais 118 et à fournir l'in-
<EMI ID=54.1>
circuit 118 qui exécute une fonction de commande pour fournir le courant alternatif à ceux de la série de dispositifs consom-
<EMI ID=55.1>
ment à l'information fournie en dernier lieu par le décodeur 115.
L'appareil composite de la Fig. 1 comprend donc tous les moyens requis pour contrôler et commander des dispositifs consommateurs 66, 66' et 66" locaux et éloignés même lorsqu'on ne dispose pas de courant alternatif.
La manière particulière dont l'appareil de la Fig. 1 et en particulier l'unité de traitement centrale 31 et la mémoire 32 fonctionnent pour commander les dispositifs consommateurs 66 du système, en procédant à un délestage des dispositifs consommateurs de courant selon les besoins, sera examinée ciaprès. Dans la description qui suit et qui est donnée à titre d'exemple, des instructions de codage non littérales du type' FORTRAN sont présentées pour caractériser le traitement des données. Les spécialistes se rendront cependant facilement compte qu'on peut utiliser n'importe quel autre langage de pro-' gramme pour établir les algorithmes de calcul de base décrits sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
La Fig. 2 est un schéma synoptique pour le traitement de données par l'unité de traitement centrale 31 et la mé-
<EMI ID=56.1>
gie dans l'intervalle à contrôler, chaque intervalle étant supposé être une période de 15 minutes. La Fig. 1 indique que le
<EMI ID=57.1>
du compteur enregistreur 10 fournit l'information de synchronisation requise. En variante, lorsqu'on utilise des périodes en temps réel absolues, par exemple tous les quarts d'heure, pour calculer la consommation de pointe, ces périodes de contrôle sont dérivées de l'information fournie au calculateur par l'hor.1 <EMI ID=58.1>
Pour le calcul illustré sur la Fig. 2, les variables de calcul (qui, comme les spécialistes le savent fort bien, correspondent chacune à un emplacement de la mémoire 32) sont définies de la manière suivante :
ACT = énergie totale consommée à partir du début d'une
période de contrôle pendant toute l'opération de calcul du système conforme à l'invention;
EITLIM = l'énergie maximum qui peut être consommée pendant
l'intervalle de contrôle;
ENSV = exigence de délestage minimum de l'énergie si
l'équipement fonctionne selon un mode économisant l'énergie;
<EMI ID=59.1>
mesure de la consommation d'énergie, par exemple initialisées à 15 pour une période de contrôle de 15 minutes et diminuant d'une unité pour chaque minute de temps écoulée comma l'indique l'horloge binaire 41;
PCTR le dernier compte du compteur 22, comme mentionné
plus haut, qui est fourni périodiquement à l'unité de traitement centrale lorsque le circuit de jonction du compteur de consommation de pointe 20 est interrogé par le calculateur 30, par exemple une fois toutes les minutes;
PCTR1 l'état du compteur 22 pendant la dernière opération
d'interrogation du compteur 22 (c'est-à-dire la valeur précédente de PCTR);
PRES = énergie consommée pendant la dernière période d'interrogation, c'est-à-dire une minute pour le cas supposé;
PRES! = énergie consommée pendant les périodes précédentes PRES2
de 1 et de 2 minutes respectivement;
<EMI ID=60.1>
valle de la période de contrôle, et
PRTE = régime de consommation de courant total actuel.
Pour. illustrer l'opération de l'algorithme de projection de consommation de la Fig. 2, qui se répète de manière itérative pendant la période de contrôle de 15 minutes supposée, on examinera le traitement des données qui débute par une itération pendant la partie intermédiaire de la période. En premier lieu, l'état du compteur 22 est lu dans l'emplacement variable PCTR de la mémoire 32 (pas 150) par toute instruction d'entrée de données classique. La puissance consommée pendant la période de 1 minute précédente (PRES) peut alors être déterminée par
<EMI ID=61.1>
où (PCTR - PCTRI) est le compte incrémentiel accumulé pendant la dernière période d'interrogation de 1 minute, et K est un facteur de conversion compte-consommation d'énergie
(pas 152).
L'allure actuelle à laquelle de l'énergie est consommée (PRTE), c'est-à-dire la puissance moyenne pendant la dernière minute est alors :
<EMI ID=62.1>
déterminée comme étant la moyenne pondérée de la consommation électrique pendant le dernier intervalle (PRES ayant alors une double signification) et pendant les deux périodes de 1 minute précédentes mémorisées dans PRES1 et PRES2 (pas 153).
La consommation électrique réelle à partir du début de la période de contrôle pendant le temps en cours (ACT) est mise à Jour .
<EMI ID=63.1>
L'énergie totale que l'on projette de consommer pendant la totalité de la période de contre le (15 minutes) PR0J est calculée en ajoutant la consommation électrique réelle à partir du début de la période jusque maintenant (ACT) à la consommation prévue pour le reste de l'intervalle (produit de la vitesse à laquelle le courant est consommé (PRTE) et du temps restant de la période (MTG)) et est indiquée, par :
<EMI ID=64.1>
(pas 155 et 159).
Après le calcul fonctionnel 159, l'unité de traitement centrale 31 dispose d'une prévision de la consommation d'énergie pendant l'intervalle de contrôle (mémorisé dans PR�J).
<EMI ID=65.1>
manière qu'elles soient adéquates pour le cycle de calcul suivant (pas 160).
Les instructions :
<EMI ID=66.1>
peuvent être utilisées.
Pour déterminer si un ou plusieurs dispositifs consommateurs de courant alternatif du présent système doivent être délestés, on compare l'énergie que l'on projette de con-
<EMI ID=67.1>
maximum (ENLIM) dans n'importe quel essai de langage de programmation et n'importe quel sous-programme de branchement conditionnel bien connu (bloc fonctionnel 161). Si le contenu <EMI ID=68.1>
doit être délestée (un "oui" résulte de l'essai. de programme 161), une variable SHEDRQ contenant la puissance qu'il faut délester est réglée pour la différence :
<EMI ID=69.1>
Si l'équipement fonctionne suivant un mode économisant de l'énergie et qu'une quantité d'énergie minimum (stockée dans ENSV) doit être délestée indépendamment de tout taux de consommation de puissance excessif réel, SHEDRQ est initialisé sur ENSV, par exemple au début de chaque période de contrôle avant que le traitement débute.
Ainsi, en général et en résumé, l'algorithme de
la Fig. 2 permet de projeter constamment la consommation d'énergie totale de la période de contrôle (contenu de
PR�J) en mesurant la puissance réellement consommée à partir du début de la'période de contrôle jusqu'à l'instant présent et en projettant le consommation future sur la base d'une moyenne pondérée du taux de consommation. La consommation projetée PR0J est alors vérifiée par rapport à la consommation maximum admissible
(contenu de ENLIM) et si la puissance est consommée à un taux excessif, une cellule variable SHEDRQ établit la quantité de puissance qu'il faut éliminer pour ramener la consommation à
un point où ENLIM ne soit plus dépassé (ou pour éliminer la quantité ENSV si on utilise un mode économisant de l'énergie).
La Fig. 3 représente l'algorithme SHED qui intervient une fois que SHEDRQ a été établi pour mettre réellement hors circuit les dispositifs consommateurs 66 nécessaires pour satisfaire à l'exigence de réduction de puissance de SHEDRQ.
<EMI ID=70.1>
valeurs de mémorisation ou de stockage supplémentaires suivantes :
M = une variable index identifiant des variables con-sécutives du dispositif consommateur 66m;
<EMI ID=71.1>
consommateurs du système (décrits plus en détail plus loin),
J le niveau de priorité auquel les dispositifs consommateurs 66 sont délestés, par exemple avec J commençant à zéro et avec des nombres croissants représentant des priorités croissantes,
<EMI ID=72.1>
prioritaire dans une table de données d'un dispositif consommateur M pour le niveau I,
<EMI ID=73.1>
la table de données du dispositif consommateur M signalant si le dispositif consommateur est en circuit
<EMI ID=74.1>
signaler respectivement les états en et hors circuit,
TIME = une variable représentant le temps machine indiqué
<EMI ID=75.1>
TRATM(M) = une cellule de stockage dans la table de données
d'un dispositif consommateur M indiquant le temps de la dernière transaction pour le dispositif consommateur, par exemple lorsqu'il a été pour la dernière fois mis en circuit ou hors circuit,
<EMI ID=76.1>
mateur M doit à nouveau être mis en circuit, 0FTM(M,I) = le temps de mise hors circuit minimum pour un dis-
<EMI ID=77.1>
en oeuvre au niveau I,
<EMI ID=78.1>
<EMI ID=79.1>
oeuvre au niveau I, LOAD (M) = une entrée de données dans un dispositif consommateur M indiquant la puissance économisée lorsque le dispositif consommateur est hors circuit plutôt qu'en circuit, et
DNG = est un niveau de priorité de danger.
Comme l'indique la table de désignation des variables de processus, une table de données est associée à chaque dis-
<EMI ID=80.1>
du niveau (par. exemple des emplacements de mémorisation) qui indiquent si le dispositif est en circuit ou hors circuit
<EMI ID=81.1>
positif a été mis en circuit ou hors circuit (TRATM(M)) et le moment où un dispositif hors circuit doit être remis en circuit
<EMI ID=82.1>
teur comprend également plusieurs cellules de- stockage (qui peuvent comprendre des multiplets ou des parties d'un ou de plusieurs de 32 emplacements de mémorisation) qui varient avec le descripteur de définition de niveau (I) pour tous les dispositifs consommateurs. Ainsi, il peut être souhaitable de décrire des
<EMI ID=83.1>
mées d'Une semaine de travail ou d'une fin de semaine ou d'un jour de congé; il peut être souhaitable également de caractériser des dispositifs consommateurs selon un facteur opérationnel ou un facteur d'environnement, par exemple une température- indiquée par un ou plusieurs détecteurs 42 ou
de sélectionner un niveau de consommation par l'intermédiaire d'un message d'entrée introduit par l'intermédiaire d'un péri-phérique d'entrée, par exemple le téléscripteur 38. Un exemple spécifique démontrera qu'un dispositif consommateur de courant alternatif, par exemple une installation de conditionnement d'air, reçoit une priorité de délestage beaucoup plus élevée lorsqu'un détecteur 42 indique une température élevée que lorsqu'il indique une température plus basse. De même, les priorités, les temps de mise hors circuit et de mise en circuit minimums
et d'autres variables dépendant d'un niveau varient pour des lampes, des pompes et des éléments analogues en fonction de facteurs possibles tels que le temps de production par rapport
à diverses classifications de temps de non production, de besoins de refroidissement, de bas niveaux de remplissage de trémies, etc.
En fait, il est important de faire la distinction entre le niveau qui détermine la priorité et certaines pro- . priétés opérationnelles des dispositifs consommateurs 66 du système et la variable de priorité J. Dans le "cadre de l'algorithme de la Fig. 3 dans laquelle certains dispositifs consommateurs doivent être délestés jusqu'à satisfaire
l'exigence SHEDRQ, le système examine tout d'abord les dispositifs consommateurs dont la priorité est la plus basse (J = 0) au niveau de description de la consommation régnant à ce moment ou état I (quel que soit le niveau) et met sélectivement
hors circuit certains dispositifs consommateurs à priorité
zéro ou la totalité d'entre eux,; provoquant ainsi la diminution de la valeur de SHEDRQ chaque fois qu'un dispositif consommateur est délesté.
Si, après achèvement du traitement pour le niveau de
<EMI ID=84.1>
le délestage se: poursuit jusqu'à ce que le. contenu de SHEDRQ soit satisfait. Pendant tout ce processus, la variable de ni-
<EMI ID=85.1> d'un message de télétype, d'une entrée de détecteur ou d'un signal analogue propre à provoquer un tel changement). Evidemment, si on le désire, il est possible de faire en sorte que I soit une fonction de J.
L'algorithme SHED considéré d'une manière générale
plus haut sera maintenant décrit plus en détail avec référence au schéma synoptique de la Fig. 3. Lorsque lesousprogramme SHED est lancé (par exemple en définissant une exigence de délestage de puissance dans SHEDRQ), la variable d'indexati.on M du dispositif consommateur est initialisée à 1 de sorte que l'unité de traitement 31 considère tout d'abord le dispositif consommateur 661 et la variable de priorité J est réglée sur 0 pour tenter de délester la quantité de puissance déterminée par le contenu de SHEDRQ pour la priorité la plus basse (pas
202), par exemple par
<EMI ID=86.1>
Bien entendu, toutes les autres opérations d'initialisation du traitement sont également effectuées.
L'unité de traitement centrale 31 et la mémoire 32 extrayent ensuite la valeur M indexée du dispositif consomma- teur, c'est-à-dire les données caractérisant le dispositif consommateur 66 pour le niveau I déterminé en dehors du sousprogramme SHED. Le bloc de données pour le Même dispositif consommateur 66 comprend une variable indépendante du niveau, par exemple la puissance (L0AD (M) ) , le moment de la dernière transaction (TRATM(K)), l'état en circuit-hors circuit
<EMI ID=87.1>
on utilise une unité de traitement centrale 31 avec plusieurs registres de stockage, toutes ces variables décrivant des dispositifs consommateurs peuvent être mémorisées dans l'unité de traitement centrale 31. En variante, comme cela s'avère classique pour un adressage indirect, un registre d'index ou un registre analogue peut être utilisé pour extraire les paramètres du dispositif consommateur M, comme il le faut. D'autres systèmes de stockage de données à intervalles sont également bien connus des spécialistes et permettent d'obtenir les caractéristiques des dispositifs consommateurs lorsqu'il le faut.
Après avoir obtenu les descripteurs des dispositifs consommateurs et/ou les avoir isolés par l'opération 205 (traitement de la Fig. 3), les blocs fonctionnels 207, 210 et 212 vérifient les descripteurs pour déterminer si le dispositif consommateur peut ou non être mis en circuit. En particulier, l'essai 207 examine la priorité du dispositif consommateur dépendant du niveau (PRTY(M,I" en vue de déterminer si oui ou non la priorité est inférieure au contenu de J (J étant à
sa valeur minimum ou à sa priorité 0 pour la première itération dans la boucle SHED). On suppose que l'essai 207 est satisfaisant (priorité acceptable) et l'essai 210 examine alors l'état
(STATUS(M)) du Même dispositif consommateur à vérifier pour déterminer s'il est en circuit. Il est évidemment impossible d'économiser de l'énergie en mettant hors circuit un dispositif consommateur qui l'est déjà. Pour un dispositif consommateur
qui est en circuit (essai 210 satisfaisant), un essai 212 détermine qu'il est resté suffisamment longtemps en circuit pour être à nouveau mis hors circuit, c'est-à-dire que la différence entre le temps présent (TIME) et le temps pendant lequel le dispositif a été mis hors circuit (TRATM(M" excède le temps
<EMI ID=88.1>
quement si chacun des trois essais 207, 210 et 212 a été satisfait, le calculateur met-' le Même dispositif consommateur 66hors circuit (pas 21�-). La mise hors circuit du dispositif consom-mateur est effectuée de la manière décrite plus haut par l'intro-
<EMI ID=89.1>
dans le Même étage de stockage du registre 49.
Après la mise hors circuit du dispositif consommateur, le bloc fonctionnel 215 met à jour les informations du bloc de données associé au Même dispositif consommateur pour refléter son nouvel état "hors circuit". En particulier, une cellule de vecteur de temps de mise en circuit monodimensionnelle
<EMI ID=90.1>
mateur M doit à nouveau être mis en circuit est égale à la somme du temps présent (TIME) et la période hors circuit mini-
<EMI ID=91.1>
c'est-à-dire :
<EMI ID=92.1>
<EMI ID=93.1>
réglé sur 0-pour refléter le fait que le dispositif consommateur M est hors circuit, et le temps de transaction (TRATM(M)) variable pour le dispositif consommateur M est égal au temps
(TRATM(M) = TIME) pour indiquer le moment où le dispositif consommateur M a été.mis hors circuit.
L'algorithme SHED calcule ensuite l'énergie économisée pendant l'intervalle de contrôle en question(ESV) en
mettant le Même dispositif consommateur hors circuit. L'énergie économisée (ESV) pendant l'intervalle est le produit de la puissance économisée en mettant-le dispositif consommateur (L0AD(M)) hors circuit et le plus court des deux temps suivants, c'est-à-dire
<EMI ID=94.1>
<EMI ID=95.1>
Si cela n'est pas le cas :
<EMI ID=96.1>
est exécuté. Dans les deux cas, l'énergie totale économisée de ESV est mise à jour dans la mesure adéquate pour refléter les économies d'énergie pendant la période de contrôle en plaçant
le dispositif consommateur 66m hors circuit.
L'essai 227 détermine si l'énergie totale économisée
(contenu de ESV) excède la puissance qui doit être délestée
(contenu de SHEDRQ). S'il en est ainsi, le système a éliminé suffisamment de charge de courant alternatif et il sort du sous-programme SHED. Si cela n'est pas le cas (ou si le traitement à partir des pas 214 à 227 est sauté parce qu'un des essais 207, 210 ou 212 n'a pas réussi à indiquer que le même dispositif consommateur ne pouvait pas être mis hors circuit), l'algorithme SHED examine (essai 230) si oui'ou non le contenu de
<EMI ID=97.1>
système). Si cela n'est pas le cas, la variable M est augmentée de manière incrémentielle (pas 250) (par exemple de M = M + 1)
et le traitement débute de la manière décrite plus haut par la lecture des paramètres du dispositif consommateur suivant pour voir si ce dispositif peut être délesté. Ainsi, le traitement des données pour la boucle fonctionnelle considérée plus haut débute avec la première charge (M=l) et se poursuit itérativement jusqu'à ce que soit suffisamment de puissance -ait été délestée au niveau de priorité initial le plus bas (J=0) signalé par
le fait que l'essai 227 a été satisfait ou jusqu'à ce que le
<EMI ID=98.1>
subsiste alors une exigence de délestage supplémentaire (contenu
de SHEDRQ supérieur à 0) .
Ir
En supposant que ce dernier événement se soit réalisé
(essai 230 satisfait), le niveau de priorité J est accru
(J = J + 1) et le nouveau niveau J est érpouvé (essai 239)
pour voir si un niveau de danger (DNG) a été atteint. Si
c'est le cas, un signal de sortie d'avertissement est produit par le pas 240 par un dispositif d'alarme de sortie du système. En supposant le cas plus courant où un niveau de danger n'est pas atteint (essai 239 non satisfaisant), la variable d'indexation de la charge M est à nouveau initialisée à 1 pour faire débuter l'itération de l'algorithme SHED de la manière décrite plus haut pour considérer de manière séquentielle chaque dispositif consommateur successivement, mais au niveau de priorité supérieur suivant.
D'une manière générale et en résumé, l'algorithme
SHED intervient donc à nouveau en examinant successivement les
<EMI ID=99.1>
peuvent l'être et dont la priorité est.la plus basse. En supposant qu'on n'arrive pas à délester suffisamment de puissance au niveau de priorité le plus bas, on augmente progressivement la valeur de la priorité J et on examine chaque dispositif consommateur en série jusqu'à ce que la puissance requise ait été éliminée.
Le système composite des Fig. 1 à 3 fonctionne donc
de la manière décrite plus haut pour contrôler les dispositifs consommateurs 66 du système d'une manière assurant que l'on ne consomme pas une puissance excessive pendant une période de contrôle (et ainsi qu'aucune pénalisation ou surtaxe ne puisse être imposée par le producteur d'électricité) en raison d'une demande de pointe excessive en délestant les dispositifs consommateurs selon les besoins. Lorsque les dispositifs consommateurs sont délestés, ce délestage s'effectuent sur la base de priorités et suivant des paramètres et des priorités définies par des niveaux de fonctionnement de ces dispositifs consommateurs détectés automatiquement ou à la main ou introduits dans le système de régulation de puissance général*
Le système décrit plus haut illustre simplement les principes de l'invention. De nombreuses modifications et adaptations de ce système apparaîtront clairement aux spécialistes sans pour autant sortir-du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, il va de soi que l'unité de traitement centrale 31 peut utiliser (et exiger) une confirmation par l'intermédiaire du registre 71 de la mise hors circuit d'un dispositif consomma-
<EMI ID=100.1>
qu'un dispositif consommateur 66 est, en fait, en circuit (et peut donc être mis hors circuit) avant d'exécuter le pas 214
(Fig. 3). De même, il est clair que pendant une période d'administration quelconque, le contenu de l'emplacement TIME peut
<EMI ID=101.1>
consommateurs 66 en circuit aux moments voulus. Par ailleurs,
il va de soi que le terme "puissance" utilisé dans le présent mémoire couvre également l'énergie de courant continu ainsi que d'autres facteurs de consommation (par exemple du gaz ou d'autres fluides) auquel cas des régulateurs électroniques adéquats (par exemple des-valeurs) remplacent les relais 601 et les compteurs utilisés..
REVENDICATIONS.
1.- Système de délestage de consommateurs de puissance
servant à contrôler l'état opérationnel de plusieurs dispositifs consommateurs réglables du système, chacun de ces dispositifs consommateurs pouvant être connecté sélectivement à une source d'énergie,. caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un calculateur numérique commandé par un programme mémorisé et com-
prenant une unité de traitement centrale et une mémoire communiquant avec cette unité centrale, la mémoire comprenant un dispo- sitif de stockage de données pour chaque dispositif consomma-
teur servant à stocker les caractéristiques et l'état de ce dispositif consommateur, plusieurs interrupteurs commandés servant
à connecter et déconnecter sélectivement les dispositifs consommateurs du système à la source d'énergie, un circuit de contrôle réagissant à des signaux provenant du calculateur pour régir
l'état des- interrupteurs commandés et un dispositif pour signaler
au calculateur la puissance qui est consommée par les dispositifs consommateurs, le calculateur comprenant un dispositif permettant d'établir un projet de consommation d'énergie dans un intervalle
de mesure,- un. dispositif signalant une puissance excessive pour
comparer la consommation d'énergie projetée à une limite admissible pour celle-ci et pour signaler lorsque la consommation projetée dépasse la limite admissible, un dispositif de délestage des dispositifs consommateurs réagissant au une puissance excessive indiquant? que la consommation d'énergie projetée est excessive pour examiner le dispositif de stockage de
données pour les dispositifs consommateurs du système dans la
mémoire en vue d' actionner sélectivement les interrupteurs commandés par l'intermédiaire du circuit de commande pour déconnecter
<EMI ID=102.1>