CZ36781U1 - Monitorovací zařízení a monitorovací systém pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení, a počítačový program - Google Patents

Description

Monitorovací zařízení a monitorovací systém pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení, a počítačový program

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

Monitorovací zařízení a monitorovací systém pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení, a počítačový program

Oblast techniky

Toto technické řešení se týká monitorovacího zařízení a monitorovacího systému pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení, jakož i souvisejícího počítačového programu.

Dosavadní stav techniky

Zejména u složitých systémů elektrického napájení existuje požadavek na optimalizaci jednotlivých parametrů a/nebo na stanovení vynaložených nákladů a dostupných kapacit.

Proto je nutné měřit elektrické parametry a zpřístupnit jejich naměřené hodnoty. V závislosti na prostorovém rozsahu daného elektrického systému nebo také v závislosti na vzdálenosti uživatele od elektrického systému může být takové určení elektrických parametrů pro uživatele obtížné.

Internetová řešení pro monitorování a ovládání vzdálených zařízení nebo systémů zde nabízejí dalekosáhlé výhody.

DE 102012200714 A1 se týká například způsobu datové komunikace mezi domácím spotřebičem na jedné straně a uživatelským terminálem uživatele domácího spotřebiče na straně druhé, přičemž v rámci datové komunikace jsou do domácího spotřebiče přenášena řídicí data s řídicími příkazy a/nebo jsou z domácího spotřebiče do uživatelského terminálu přenášena stavová data s informacemi o aktuálním stavu domácího spotřebiče, přičemž datová komunikace mezi domácím spotřebičem a uživatelským terminálem probíhá alespoň po částech prostřednictvím internetu prostřednictvím internetového serveru.

DE 202015001512 U1 popisuje systém pro dálkové ovládání elektrického zařízení, které obsahuje první a druhou výpočetní jednotku, přičemž druhá výpočetní jednotka je dálkově ovládaná. K druhé výpočetní jednotce je připojeno první zařízení s optickým displejem. Je stanoveno, že k systému lze připojit jednotku dálkového ovládání pro komunikaci se zařízeními, které mají být dálkově ovládány. Systém a zařízení pro dálkové ovládání jsou propojeny prostřednictvím internetu.

Ačkoli je možné pomocí známých řešení určovat elektrické parametry modulů, které spotřebovávají elektrickou energii, tato řešení zatím neumožňují uživateli určovat a vyhodnocovat nebo řídit elektrické parametry jednoho nebo více systémů elektrického napájení.

Kromě toho existuje požadavek, aby veřejná elektrická síť byla chráněna před přetížením způsobeným dodávkami z velkých regenerativních elektráren. V závislosti na kapacitě místní síťové infrastruktury proto nesmí být instalovány elektrárny určitých výkonnostních tříd, pokud není zajištěno, že elektrárna nikdy nemůže dodávat energii do sítě.

Podstata technického řešení

Cílem technického řešení je proto poskytnout monitorovací zařízení a monitorovací systém, pomocí kterého lze jednoduše a efektivně odečítat a/nebo kontrolovat elektrické parametry systémů elektrického napájení, a to v podstatě nezávisle na poloze.

- 1 CZ 36781 U1

Tento cíl je dosažen monitorovacím zařízením podle nároku 1 a monitorovacím systémem podle nároku 6. Výhodná provedení monitorovacího zařízení jsou uvedena v závislých nárocích 2 až 5. Výhodné provedení monitorovacího systému je uvedeno v závislém nároku 7.

Dále je poskytnut počítačový program podle nároků 8 až 10.

Znaky uvedené v nárocích lze kombinovat jakýmkoli technicky užitečným způsobem, přičemž lze rovněž začlenit vysvětlení z následujícího popisu a znaky z výkresů, které tvoří doplňující provedení technického řešení.

Prvním aspektem tohoto technického řešení je monitorovací zařízení pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení, přičemž monitorovací zařízení obsahuje alespoň jeden přívod, například elektrický a/nebo řídicí přívod, pro připojení k systému elektrického napájení, jakož i měřicí zařízení pro měření alespoň jednoho elektrického parametru na přívodu. Monitorovací zařízení dále obsahuje internetové rozhraní pro přenos alespoň jedné informace, např. číselné hodnoty, týkající se elektrického parametru do uživatelského terminálu prostřednictvím internetu a/nebo pro přenos alespoň jednoho řídicího příkazu zadaného do uživatelského terminálu pro ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení prostřednictvím internetu.

Měřicí zařízení lze chápat jako jakékoli detekční zařízení.

Uživatelský terminál je vybaven zejména obrazovkou pro optický výstup číselné hodnoty.

V této souvislosti může systémem elektrického napájení být elektrické bateriové úložiště, přičemž měřicí zařízení je připojeno k přívodu bateriového úložiště.

Elektrickým bateriovým úložištěm je zejména elektrochemická baterie složená z několika modulů článků.

Systémem elektrického napájení může dále být fotovoltaický systém, přičemž měřicí zařízení je připojeno k přívodu fotovoltaického systému.

Dalším alternativním provedením je, že monitorovací zařízení obsahuje přívod pro připojení ke vnější energetické napájecí síti, přičemž měřicí zařízení je připojeno k přívodu pro připojení ke vnější energetické napájecí síti.

Měřeným elektrickým parametrem může být:

- napětí na přívodu

- elektrický proud na přívodu

- elektrický náboj v systému elektrického napájení, zejména v konfiguraci, kdy je systém elektrického napájení bateriovým úložištěm.

Dalším aspektem tohoto technického řešení je monitorovací systém pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení, přičemž monitorovací systém obsahuje alespoň jedno monitorovací zařízení podle tohoto technického řešení, jakož i internetový server a uživatelský terminál, prostřednictvím kterého lze přenášet alespoň jednu informaci a/nebo řídicí příkaz týkající se elektrického parametru pomocí datové komunikace přes internet mezi internetovým rozhraním a uživatelským terminálem.

V souladu s tím je monitorovací systém konfigurován pro odečet a přenos prostřednictvím internetu alespoň jedné hodnoty elektrického parametru a/nebo pro přenos řídicího příkazu pro ovlivnění alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení.

- 2 CZ 36781 U1

Zejména přenos a zobrazení elektrických parametrů může probíhat v reálném čase.

Monitorovací systém může obsahovat spotřebič a být konfigurován pro přenos prostřednictvím internetu mezi internetovým rozhraním a uživatelským terminálem alespoň jedné informace týkající se elektrického parametru realizovaného ve spotřebiči a/nebo pro přenos řídicího příkazu pro nastavení elektrického parametru, který má být realizován ve spotřebiči. Realizace elektrického parametru ve spotřebiči znamená, že uvedený elektrický parametr je přítomen jako měřitelný parametr následkem chodu spotřebiče.

I v tomto případě je uživatelský terminál konfigurován pro zobrazení elektrického parametru určeného ve spotřebiči nebo generátoru nebo pro vytvoření a zobrazení řídicího příkazu.

Uživatelský terminál nebo celý monitorovací systém tak může být konfigurován k ovládání nebo odečítání nabíjecí stanice, například nabíjecí stanice pro elektricky poháněné vozidlo. Zejména lze také bilancovat tzv. stav nabití jednotlivých modulů připojeného bateriového úložiště, zejména bateriového úložiště vozidla na elektrický pohon.

Dalším aspektem tohoto technického řešení je počítačový program, zejména aplikace, který je nahratelný do vnitřní, zejména nevolatilní, paměti digitálního počítače a který obsahuje kód počítačového programu pro přenos po spuštění na digitálním počítači prostřednictvím internetového protokolu, a to pro přenos:

- informace týkající se elektrického parametru určeného pomocí monitorovacího systému podle tohoto technického řešení do uživatelského terminálu, a/nebo

- řídicího příkazu zadaného prostřednictvím uživatelského terminálu monitorovacího systému podle tohoto technického řešení do systému elektrického napájení pro ovládání alespoň jednoho elektrického parametru.

Počítačový program může být konfigurován pro iniciaci grafického zobrazení na uživatelském rozhraní uživatelského terminálu.

Počítačový program je konfigurován k provádění datové komunikace prostřednictvím internetu.

Jinými slovy, počítačový program realizuje webovou stránku pro zobrazení a/nebo ovládání alespoň jednoho měřeného elektrického parametru.

Pro účely vysvětlení webových stránek a v kontextu tohoto technického řešení, pokud není výslovně použito jinak, se výrazem „uživatel“ rozumí provozovatel, zřizovatel, koncový zákazník, odborný partner, servisní pracovník, zejména osoba používající monitorovací zařízení, monitorovací systém a/nebo počítačový program podle tohoto technického řešení.

Pojem „vnější energetická napájecí síť“ se vztahuje na veřejnou elektrickou síť.

Pojem „spotřebič“ označuje alespoň jedno elektricky ovládané a/nebo ovladatelné zařízení a/nebo přístroj integrovaný do monitorovacího systému podle tohoto technického řešení.

Pojem „mikrosíť“ označuje malý systém elektrického napájení s přímým připojením nebo bez přímého připojení k vnější energetické napájecí síti, v němž alespoň jeden decentralizovaný energetický napájecí systém a/nebo elektrické bateriové úložiště alespoň částečně pokrývají potřebu energie.

- 3 CZ 36781 U1

Pojem „mimo sítě“ (tzv. „off-grid“) označuje systém elektrického napájení bez přímého napojení na vnější energetickou napájecí síť, v němž decentralizovaný energetický napájecí systém pokrývá veškerou potřebu energie.

Pojem „poloostrov“ označuje systém elektrického napájení, v němž jsou spotřebiče napájeny buď pouze ze sítě, nebo ze 100 % z úložiště a generátorů na straně mimo sítě.

Pojem „komponenta“ a/nebo „komponenty“ označuje jedno nebo více elektricky ovládaných a/nebo ovládatelných přístrojů a/nebo zařízení připojených k systému elektrického napájení pro výrobu energie, dodávku energie a/nebo spotřebu energie.

Pojem „elektrický parametr“ označuje fyzikální veličinu a/nebo parametr z ní odvozený.

V určitém provedení je uživatelské rozhraní, zejména webová stránka, iniciováno spuštěním počítačového programu, zejména aplikace, který je konfigurován tak, aby přijímal naměřená data z měřicího zařízení monitorovacího zařízení prostřednictvím internetového serveru pro ovládání a graficky je zobrazoval a/nebo také odesílal data v rámci monitorovacího systému do monitorovacího zařízení pro ovládání elektrických parametrů v systému elektrického napájení.

V jednom provedení je webová stránka konfigurována tak, aby uživateli graficky zobrazovala informace o alespoň jednom aktuálním stavu alespoň jednoho energetického toku odvozeného z alespoň jednoho elektrického parametru měřeného měřicím zařízením monitorovacího zařízení. Tato webová stránka je zejména konfigurována tak, aby aktualizovala a graficky zobrazovala souhrn elektrických parametrů měřených měřicím zařízením v podstatě v reálném čase, a to v závislosti na změně elektrických parametrů. Každá komponenta integrovaná do systému elektrického napájení a připojená k monitorovacímu zařízení prostřednictvím přívodu je proto graficky zobrazena jako ikona. Kromě toho je uživateli vedle příslušné ikony poskytnut alespoň jeden elektrický parametr příslušné komponenty. Kromě toho jsou na základě naměřeného elektrického parametru příslušné komponenty systému elektrického napájení odvozeny a graficky zobrazeny energetické toky, aby se uživateli přehledně zobrazil celý energetický tok, a tedy aktuální stav systému elektrického napájení.

Komponenty systému elektrického napájení připojené přes přívod k monitorovacímu zařízení jsou na tomto grafickém displeji uspořádány do kruhu. Šipky označují příslušný energetický tok komponenty systému elektrického napájení, resp. například když je energie uložená v elektrické baterii potřebná pro vlastní spotřebu a/nebo nabíjení a/nebo provoz jiných komponent připojených v systému elektrického napájení. V tomto případě se grafické zobrazení na webové stránce automaticky aktualizuje pro uživatele podle naměřených elektrických parametrů, aby bylo možné v reálném čase rozpoznat, která komponenta systému elektrického napájení se jakou měrou podílí na výrobě a/nebo spotřebě energie. Uživateli může být například graficky zobrazen stav nabití elektrické baterie nebo elektricky poháněného vozidla, jakož i spotřeba energie tepelného čerpadla nebo jiných komponentů systému elektrického napájení.

Popsaný grafický displej je navíc konfigurován tak, aby graficky zobrazoval energetické toky měřené měřicím zařízením v reálném čase a jejich elektrické parametry v podstatě také v reálném čase a aby grafické zobrazení odpovídajícím způsobem aktualizoval. Kromě toho lze na příslušné komponenty, jakož i na bateriové úložiště a fotovoltaický systém, které jsou v grafickém displeji znázorněny ikonami, jednotlivě kliknout a zobrazit tak podrobnější zobrazení elektrických parametrů.

Kromě toho je uživateli na základě dat přenášených monitorovacím zařízením graficky zobrazena část systému elektrického napájení, která je soběstačná. Jinými slovy, například jaké procento aktuální potřeby energie je získáno z vlastní výroby energie, například z fotovoltaického systému nebo energie z elektrochemického bateriového úložiště, a jaká část celkové energie je získána z vnější energetické napájecí sítě, aby byl pokryt zbytek potřeby energie.

- 4 CZ 36781 U1

Pokud právní podmínky umožňují dodávat decentralizovaně vyrobenou energii do vnější energetické napájecí sítě, může být výhodné dodávat přebytečnou decentralizovaně vyrobenou energii, například z fotovoltaického systému, do vnější energetické napájecí sítě, a to nejen za účelem dosažení ekonomických výhod prostřednictvím tzv. přímého obchodního rozhraní, ale také v případě potřeby přispět ke krátkodobé stabilizaci sítě (primární regulační výkon PRL, sekundární regulační výkon SRL, minutový rezervní výkon MRL). Kromě toho může být výhodné provozovat systém elektrického napájení jako mikrosystém nebo v případě potřeby jako systém mimo síť (tzv. off-grid systém), aby bylo zajištěno napájení energií, které je co nejvíce nezávislé na vnější energetické napájecí síti.

Tam, kde není možné zajistit přímou dodávku decentralizovaně vyrobené energie do vnější energetické napájecí sítě, může tzv. poloostrovní provoz výrazně optimalizovat vlastní spotřebu energie. Lze si také představit, že v případě výpadku vnější energetické napájecí sítě lze dodávku energie přepnout na náhradní zdroj energie prostřednictvím decentralizovaného energetického napájecího systému.

V souladu s tím je výše popsaná webová stránka rovněž konfigurována tak, aby uživateli graficky zobrazovala část decentralizovaně vyrobené a/nebo uložené energie potřebné pro vlastní napájení systému elektrického napájení, resp. část přebytečné decentralizovaně vyrobené a/nebo uložené energie, která může být k dispozici pro skladování nebo případně pro dodávku do vnější energetické napájecí sítě.

Dále je webová stránka konfigurována tak, aby bylo možné kliknout na příslušné komponenty, zobrazené jako ikony, které jsou integrovány do systému elektrického napájení, a přesměrovat se tak na další provedení webové stránky, která je konfigurována tak, aby uživateli graficky zobrazila podrobný přehled naměřených elektrických parametrů příslušné komponenty a parametrů odvozených z naměřené hodnoty. Jinými slovy, uživateli je poskytnuta analýza naměřených hodnot elektrických parametrů komponent integrovaných v systému elektrického napájení.

Dále je tato webová stránka konfigurována pro grafické zobrazení elektrických parametrů měřených monitorovacím zařízením za časové období, zejména za posledních 24 hodin, zejména za posledních 7 dní, zejména za posledních 30 dní, zejména za posledních 12 měsíců, zejména za kterýkoli den od okamžiku instalace monitorovacího zařízení podle tohoto technického řešení nebo za celé časové období od okamžiku instalace monitorovacího zařízení podle tohoto technického řešení.

V jednom z možných provedení je zobrazení naměřených elektrických parametrů časově neomezené, tj. případně i za roky do minulosti.

Například, i když to není omezující, může být uživateli zobrazena elektrická energie dodaná do systému elektrického napájení fotovoltaickým systémem v rámci výše popsaných časových úseků.

Kromě toho lze ve výše popsaných časových úsecích zobrazit elektrickou energii uloženou v elektrickém bateriovém úložišti a/nebo dodanou do systému elektrického napájení.

Všechny naměřené elektrické parametry všech komponent lze také zobrazit v závislosti na jejich energetickém toku v rámci výše popsaných časových úseků. Kromě toho je webová stránka konfigurována tak, aby poskytovala výše uvedené zobrazení elektrických parametrů i pro jednotlivé komponenty. V rámci výše popsaných časových úseků lze například zobrazit stav nabití baterie nebo elektricky poháněného vozidla nebo teplotu tepelného čerpadla. V některých provedeních této webové stránky lze jednotlivé naměřené hodnoty odečítat z celku zobrazených naměřených hodnot pomocí událostí najetí myší nebo lze exportovat a zpřístupnit souhrn naměřených hodnot vybraných komponent a/nebo energetických toků ve zvoleném časovém období, jak je popsáno výše, pro další analýzu naměřených hodnot.

- 5 CZ 36781 U1

V dalším provedení je webová stránka konfigurována tak, aby uživateli graficky zobrazovala energetickou bilanci komponent integrovaných v systému elektrického napájení. Uživatel tak může v podstatě kontrolovat spotřebu energie příslušných komponentů systému elektrického napájení připojených k monitorovacímu zařízení, jako je spotřeba elektrické energie, např. kolik energie bylo získáno z vnější energetické napájecí sítě, kolik energie bylo dodáno přímo do systému elektrického napájení z fotovoltaického systému, kolik energie bylo dodáno do systému elektrického napájení z bateriového úložiště, kolik energie bylo dodáno do tepelného čerpadla, elektricky poháněného vozidla a/nebo dalších spotřebičů v systému elektrického napájení.

V dalším provedení je webová stránka konfigurována tak, aby uživateli zobrazovala grafické zobrazení naměřených hodnot decentralizovaně vytvořené a/nebo uložené energie komponent v systému elektrického napájení. Grafické zobrazení tak může například zobrazovat elektrickou energii, která byla dodána fotovoltaickým systémem a/nebo uložena v systému elektrického bateriového úložiště, a také naměřenou hodnotu přebytečné energie, která je poskytována pro dodávku do vnější energetické napájecí sítě.

V dalším provedení je webová stránka konfigurována tak, aby zobrazovala kombinované souhrnné zobrazení spotřeby a výroby energie, které uživatele upozorňuje na energetickou bilanci spotřeby a výroby energie komponentou systému elektrického napájení připojeného k monitorovacímu systému.

Příslušná energetická zpráva je ke stažení.

V dalším provedení webové stránky je uživateli na základě předpovědi počasí poskytnuto grafické zobrazení alespoň jednoho elektrického parametru pro výrobu elektrické energie, například pomocí fotovoltaického systému. V tomto případě je uživateli poskytnuta předpověď elektrické energie, která má být v budoucnu vyrobena komponenty pro výrobu energie v systému elektrického napájení, na základě údajů předpovědi počasí a alespoň částečně překryta skutečně naměřenými hodnotami, které poskytuje monitorovací systém prostřednictvím datové komunikace s internetovým serverem. V dalším provedení této webové stránky může předpověď probíhat také na základě očekávaného záření a/nebo globálního záření. V dalším provedení této webové stránky je předpověď uživateli poskytována na základě údajů o počasí, například údajů o teplotě v kombinaci nebo samostatně s hodnotami srážek. V dalším provedení webové stránky může uživatel do masky zadat alespoň předpověď elektrické energie, která má být v budoucnu vyrobena, například fotovoltaickým systémem, a také hodnotu maximálního výkonu uvedeného fotovoltaického systému, aby bylo zajištěno optimální využití a energetický výnos decentralizovaného energetického napájecího systému.

V dalším provedení webové stránky se uživateli graficky zobrazují výnosy z decentralizovaného energetického napájecího systému. Výše popsané údaje předpovědí lze překrýt se skutečnými naměřenými hodnotami poskytnutými měřicím zařízením v monitorovacím systému, aby uživatel získal přehled o výnosech decentralizovaně vyráběné energie na měsíční a/nebo roční bázi. V tomto provedení lze rovněž překrýt energetické výnosy za několik let, aby uživatel získal informace o možných změnách. Kromě toho se v tomto provedení zobrazují také průměrné hodnoty alespoň jednoho elektrického parametru na měsíční bázi, aby uživatel mohl na základě těchto údajů provádět změny spotřeby energie nebo optimalizovat spotřebu energie pomocí nabíjení na základě předpovědi.

Všechny naměřené hodnoty zobrazené na grafických displejích, které poskytují informace o naměřených hodnotách naměřených měřicím zařízením komponent systému elektrického napájení integrovaného do monitorovacího systému, lze odečítat jednotlivě pomocí událostí najetí myší nebo exportovat spolu s dalšími naměřenými hodnotami, které odpovídají grafickému displeji, pro další analýzu dat.

- 6 CZ 36781 U1

V dalším provedení webové stránky je uživateli graficky zobrazena alespoň jedna informace o stavu elektroměru alespoň jedné komponenty systému elektrického napájení integrovaného v monitorovacím zařízení. Zejména je graficky zobrazen měsíční přehled všech odečtů měřidel všech komponent systému elektrického napájení integrovaného v monitorovacím zařízení.

V dalším provedení webové stránky se uživateli zobrazí grafické zobrazení stavu nabití (SoC, „State of Charge“) alespoň jednoho alespoň částečně elektricky poháněného/nabíjecího vozidla. Uživateli je poskytnuta alespoň jedna možnost nastavení konfigurace nabíjení ovládaného SoC. Uživatel tak může vytvořit a/nebo nahrát alespoň jeden nabíjecí profil pro alespoň jedno alespoň částečně elektricky poháněné vozidlo na základě předpovědi uložené a/nebo očekávané energie, která má být vyrobena, aby bylo alespoň částečně elektricky poháněné vozidlo optimálně nabito. Dále může uživatel provést nastavení, které zaručí co nejrychlejší nabíjení alespoň částečně elektricky poháněného vozidla.

Tím je zajištěno inteligentní propojení alespoň jedné nabíjecí stanice pro alespoň částečně elektricky poháněné vozidlo.

V některých provedeních může být počítačový program, zejména aplikace, spuštěn na uživatelském terminálu, například, nikoli však výlučně, na osobním počítači, PC, stolním počítači nebo dokonce na přenosných terminálech, jako jsou mobilní telefony, tablety nebo notebooky, pokud je k dispozici internetové rozhraní.

V některých provedeních může být počítačovým programem zejména aplikace spuštěná jako webová aplikace na uživatelském terminálu.

V případě výskytu zkratek nebo cizích technických termínů, lze z tohoto přehledu převzít další srozumitelné informace a zahrnout je do textu přihlášky.

Dále může být počítačový program konfigurován pro iniciaci měření elektrického parametru. Uživatelský terminál může být konfigurován tak, aby byl vysílačem i přijímačem dat pro vyhodnocení elektrického parametru nebo pro ovládání elektrického parametru. Totéž platí pro přívod v systému elektrického napájení, který může být rovněž konstruován jako vysílač a/nebo přijímač.

Technické řešení se tedy týká systému energetického managementu, který je schopen ovládat a/nebo zobrazovat energetické funkce prostřednictvím internetu.

Tvoří tzv. poloostrovní řešení.

Toto technické řešení tak nabízí alternativu k nákladnému rozšíření sítě nebo umožňuje libovolné rozšíření výkonu obnovitelných zdrojů energie, a to i v situacích, kdy není možné nebo není povoleno dodávat energii do regionální veřejné sítě.

Technické řešení může technicky realizovat jednostrannou ostrovní síť tím, že umožňuje získávat elektrickou energii z veřejné sítě a zároveň zabraňuje dodávání elektrické energie do sítě.

Nabízí také doplňkové řešení v případě, že připojení k síti nemůže dodat potřebné množství energie.

To umožňuje řídit decentralizované energetické napájecí systémy tak, aby nedocházelo k dodávkám do veřejné energetické sítě nebo k tzv. dodávkám 0.

Technické řešení může být navrženo tak, aby se vstup energie do veřejné sítě snížil na 90 % během méně než 20 ms a aby se vstup energie do veřejné sítě snížil zcela během 10 sekund.

- 7 CZ 36781 U1

Tímto způsobem lze zabránit hrozícímu přetížení sítě.

Poloostrovní řešení zajišťuje, že například fotovoltaický systém může být připojen k decentralizované energetické napájecí síti a dodává elektrickou energii pro spotřebu v rámci decentralizované energetické napájecí sítě, ale nedodává žádnou elektrickou energii do veřejné napájecí sítě.

Zejména může být zajištěno, že fotovoltaický systém může nabíjet bateriové úložiště integrované do decentralizované energetické napájecí sítě. Generátory tak nejsou připojeny k veřejné elektrické síti.

Použití tohoto monitorovacího systému podle tohoto technického řešení umožňuje provoz velkých výroben elektřiny v podstatě nezávisle na jejich umístění, a zejména nezávisle na regulaci výkupních cen. Kromě toho aplikace monitorovacího systému podle tohoto technického řešení umožňuje přinejmenším poměrné pokrytí vlastní potřeby, a tím i úsporu nákladů.

Objasnění výkresů

Výše popsané technické řešení je podrobně vysvětleno níže ve světle příslušných technických souvislostí s odkazem na přiložené výkresy, které znázorňují výhodná provedení. Technické řešení není nijak omezeno čistě schematickými výkresy, přičemž je třeba poznamenat, že provedení zobrazená na výkresech nejsou omezena na zobrazené rozměry. Na výkresech:

Obr. 1 znázorňuje monitorovací systém podle tohoto technického řešení,

Obr. 2 znázorňuje napájení v ostrovním nebo poloostrovním režimu,

Obr. 3 znázorňuje grafické zobrazení v reálném čase,

Obr. 4 znázorňuje první příklad grafického zobrazení,

Obr. 5 znázorňuje druhý příklad grafického zobrazení, a

Obr. 6 znázorňuje energetickou bilanci.

Příklady uskutečnění technického řešení

Na obrázku 1 je schematicky znázorněno monitorovací zařízení 100, které je komponentou monitorovacího systému 110 podle tohoto technického řešení pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru 111 v systému 10 elektrického napájení, přičemž systém 10 elektrického napájení obsahuje alespoň jeden decentralizovaný energetický napájecí systém 12, zde ve formě fotovoltaického systému 19, a alespoň jedno elektrochemické bateriové úložiště 11. Kromě toho jsou k monitorovacímu zařízení 100 připojeny další elektricky ovládané a/nebo ovladatelné komponenty 20 systému 10 elektrického napájení.

Uvedené komponenty 20 mohou obsahovat vnější nebo veřejnou energetickou napájecí síť 14, alespoň částečně elektricky nabíjitelné nebo plně elektricky ovládané vozidlo 22 nebo nabíjecí stanici 23 pro nabíjení takového vozidla, tepelné čerpadlo 21 pro výrobu a/nebo dodávku tepla, jakož i další elektricky ovládané spotřebiče 15, jako jsou inteligentní domácí zařízení nebo elektricky ovládaná a/nebo ovladatelná zařízení.

Měřicí zařízení 13 monitorovacího zařízení 100 je konfigurováno tak, aby v reálném čase a bez zásahu uživatele nebo s jeho zásahem zachycovalo, odečítalo a případně optimalizovalo elektrické

- 8 CZ 36781 U1 parametry 111 výše uvedených komponent 20 systému 10 elektrického napájení. Systém 10 elektrického napájení je konfigurován tak, aby ukládal nevyužitou elektrickou energii do elektrochemického bateriového úložiště 11 a na požádání ji uvolňoval do výše uvedených komponent 20.

Podle tohoto technického řešení je poskytnuto monitorovací zařízení 100 pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru 111 v systému 10 elektrického napájení, které kromě monitorovacího zařízení 100 obsahuje také internetový server 30 a uživatelský terminál 40. Internetový server 30 je prostřednictvím internetového rozhraní 31 v monitorovacím systému 110 připojen k monitorovacímu zařízení 100 pro přenos dat elektrických parametrů 111 měřených měřicím zařízením 13 do počítačového programu, zejména aplikace 51, která může být spuštěna na uživatelském terminálu 40 a je konfigurována tak, aby uživateli poskytovala vizualizaci měřených elektrických parametrů 111 komponent 20 a také alespoň jednu možnost jejich ovládání.

Na obrázku 2 jsou schematicky znázorněny dvě neomezující formy napájení monitorovacího systému 110 pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru 111 v systému 10 elektrického napájení. Na horním schématu je znázorněn ostrovní provoz 120, v němž je elektrická energie pro alespoň jeden spotřebič 15 získávána ze systému 10 elektrického napájení, zejména z alespoň jednoho decentralizovaného energetického napájecího systému 12, v tomto případě v podobě fotovoltaického systému 19, nebo z alespoň jednoho mezilehlého úložiště, zejména z alespoň jednoho elektrochemického bateriového úložiště 11. Přinejmenším jedna ochrana sítě a systému, NA ochrana 17, tak zajišťuje odpojení systému 10 elektrického napájení, obsahujícího decentralizovaný energetický napájecí systém 12 a elektrochemické bateriové úložiště 11, od vnější energetické napájecí sítě 14, aby se zabránilo přivádění energie do sítě a/nebo přetížení uvedené vnější energetické napájecí sítě 14. Dále je znázorněn běžný provoz 130 sítě z vnější energetické napájecí sítě 14 pro spotřebič 15 s tím, že v tomto příkladném provedení je decentralizovaný energetický napájecí systém 12 oddělen od uživatele alespoň jedním stykačem 18, aby se zabránilo dodávkám elektrické energie do vnější energetické napájecí sítě 14. To však nevylučuje, aby generátory energie v systému 10 elektrického napájení, např. fotovoltaický systém 19, vyráběly elektrickou energii a dodávaly ji do elektrochemického bateriového úložiště 11 k pozdějšímu využití.

Tato dvě provedení dodávky proudu společně tvoří tzv. poloostrovní provoz 140, v němž je zajištěno, že alespoň jedna NA ochrana 17 a alespoň jeden stykač 18 nejsou nikdy sepnuty současně, aby se odpovídajícím způsobem zabránilo dodávce elektrické energie z decentralizovaných elektrických generátorů do veřejné elektrické sítě, a tím se zajistila nulová dodávka, takže lze zabránit přetížení vnější energetické napájecí sítě 14. Tímto způsobem lze minimalizovat spotřebu elektrické energie z vnější energetické napájecí sítě 14 a maximalizovat vlastní zásobování pomocí decentralizovaných napájecích systémů, např. fotovoltaických systémů 19.

Na obrázku 3 je znázorněno příkladné provedení grafického zobrazení 60 realizovaného iniciací počítačového programu 50, zejména aplikace 51, přičemž grafické zobrazení 60 poskytuje uživateli prostřednictvím internetového protokolu alespoň jeden elektrický parametr 111 alespoň jedné komponenty 20 v systému 10 elektrického napájení měřený měřicím zařízením 13 monitorovacího zařízení 100 a graficky zobrazuje uvedené elektrické parametry 111 a související energetický tok 112 prostřednictvím uživatelského rozhraní 52. Uživatel tak má k dispozici přehledné grafické zobrazení 60 energetického toku 112 komponent 20 zapojených v systému 10 elektrického napájení jednoduchým způsobem. Komponenty 20 připojené k měřicímu zařízení 13 monitorovacího zařízení 100 v systému 10 elektrického napájení jsou na tomto displeji 60 uspořádány do kruhu. Šipky tak označují příslušný energetický tok 112 buď ze systému 10 elektrického napájení do komponent 20 připojených k měřicímu zařízení 13, jak je zde znázorněno, elektricky poháněného vozidla 22, alespoň jednoho spotřebiče 15, tepelného čerpadla 21 a také vnější energetické napájecí sítě 14, a to podle jejich orientace. Dočasně neexistující energetický tok 113 je v tomto neomezujícím příkladném provedení označen znaménkem mínus. Je třeba

- 9 CZ 36781 U1 poznamenat, ačkoli zde není znázorněno, že orientace šipek pro alespoň elektrochemická bateriová úložiště 11 a také vnější energetickou napájecí síť 14 jsou označeny jako šipky příchozí a odchozí, resp. odpovídající energetického toku 112. To může například znamenat, že elektrická energie může být podle potřeby přiváděna do a/nebo odebírána z vnější energetické napájecí sítě 14 a/nebo alespoň z jednoho elektrochemického bateriového úložiště 11 a aktualizace grafického displeje 60 probíhá v souladu s řízením energetického toku.

Kromě energetických toků 112 měřených měřicím zařízením 13 se zobrazují příslušné elektrické parametry 111 z komponent 20 připojených k měřicímu zařízení 13 a elektrochemických bateriových úložišť 11 a fotovoltaických systémů 19, které jsou komponentou systému 10 elektrického napájení, jako je například dodávaný, přiváděný nebo odváděný elektrický výkon, a z nich odvozené parametry, jako je úroveň 114 nabití elektrochemického bateriového úložiště 11 nebo elektricky poháněného vozidla 22, jakož i teplo 115 vytvořené tepelným čerpadlem 21, aby bylo možné realizovat pro uživatele snadno srozumitelné a přehledné grafické zobrazení 60 nejdůležitějších elektrických parametrů 111 monitorovacího zařízení 100.

Zde popsaný grafický displej 60 je navíc konfigurován tak, aby graficky zobrazoval energetický tok 112 měřený měřicím zařízením 13 v reálném čase a jeho elektrické parametry v podstatě rovněž v reálném čase a aby grafický displej 60 odpovídajícím způsobem aktualizoval. Kromě toho lze na příslušné komponenty 20, jako je elektrochemické bateriové úložiště 11 a fotovoltaický systém 19, které jsou na grafickém displeji 60 znázorněny ikonami, kliknout jednotlivě a zobrazit podrobnější znázornění elektrických parametrů 111.

Na obrázku 4 je znázorněno příkladné provedení grafického displeje 60, realizovaného spuštěním počítačového programu 50, zejména aplikace 51, přičemž grafický displej 60 v systému 10 elektrického napájení uživateli zobrazuje prostřednictvím internetového protokolu alespoň jeden elektrický parametr 111 měřený měřicím zařízením 13 monitorovacího zařízení 100 alespoň jedné komponenty 20, zejména všech komponent 20 integrovaných v monitorovacím systému, jak je popsáno na obr. 1 až 3, a zobrazuje prostřednictvím uživatelského rozhraní 52, na které části 145 naměřených elektrických parametrů z vnější energetické napájecí sítě a/nebo části 105 ze systému elektrického napájení obsahujícího alespoň jedno elektrochemické bateriové úložiště 11 a alespoň jeden fotovoltaický systém 19 se podílí na provozu komponent 20 popsaných na obr. 1 až 3. Jinými slovy, toto grafické zobrazení 60 indikuje uživateli část soběstačného zásobování energií, která je poskytována.

Na obrázku 5 je znázorněno příkladné provedení grafického zobrazení 60 realizovaného spuštěním počítačového programu 50, zejména aplikace 51, přičemž grafické zobrazení 60 prostřednictvím internetového protokolu poskytuje uživateli v systému 10 elektrického napájení alespoň jeden elektrický parametr 111 měřený měřicím zařízením 13 monitorovacího zařízení 100 alespoň jedné komponenty 20, zejména všech komponent 20 integrovaných do monitorovacího systému, jak je popsáno na obr. 1 až 3, a prostřednictvím uživatelského rozhraní 52 uvádí, jaká část uložené a/nebo decentralizovaně vyrobené energie 157 a/nebo energie dodané systémem 10 elektrického napájení je potřebná pro vlastní spotřebu 155 nebo může být dodána 156 do vnější energetické napájecí sítě 14.

Na obrázku 6 je znázorněno příkladné provedení grafického displeje 60 realizovaného spuštěním počítačového programu 50, zejména aplikace 51, přičemž grafický displej 60 poskytuje prostřednictvím internetového protokolu uživateli v systému 10 elektrického napájení alespoň jeden elektrický parametr 111 měřený měřicím zařízením 13 monitorovacího zařízení 100 alespoň jedné komponenty 20, jak je popsáno na obrázcích 1 až 3, a graficky zobrazuje energetickou bilanci 158 prostřednictvím uživatelského rozhraní 52. Tím je ve sloupcovém diagramu zobrazena energie potřebná pro vlastní spotřebu 155 nebo vyrobená v systému 10 elektrického napájení, přičemž sloupec vlastní spotřeby 155 je rozdělen na energii z části dodávky 156 z vnější energetické napájecí sítě 14 a z části vyrobené energie 161 pro vlastní spotřebu a sloupec vyrobené energie 159 je rozdělen na část vyrobené energie 161 pro vlastní spotřebu a na část vyrobené energie 160 pro

- 10 CZ 36781 U1 dodávku do vnější energetické napájecí sítě 14. Sloupce tak představují absolutní hodnoty energie měřené například v kWh. Kromě toho se vyrobená energie 161 pro vlastní spotřebu a vyrobená energie 159 zobrazují také v příslušných koláčových grafech jako relativní hodnoty v procentech. Dále je pro uživatele realizována možnost výběru 170, pomocí které může uživatel zvolit časové 5 období, pro které se má energetická bilance zobrazit a/nebo exportovat.

Claims (10)

1. Monitorovací zařízení (100) pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru (111) v systému (10) elektrického napájení, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden přívod (16) pro připojení k systému (10) elektrického napájení, jakož i měřicí zařízení (13) pro měření alespoň jednoho elektrického parametru (111) na přívodu (16), přičemž monitorovací zařízení (100) dále obsahuje internetové rozhraní (31) pro přenos alespoň jedné informace týkající se elektrického parametru (111) do uživatelského terminálu (40) prostřednictvím internetu a/nebo pro přenos alespoň jednoho řídicího příkazu zadaného do uživatelského terminálu (40) pro ovládání alespoň jednoho elektrického parametru (111) v systému (10) elektrického napájení prostřednictvím internetu.

2. Monitorovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že systémem (10) elektrického napájení je elektrické bateriové úložiště (11), přičemž měřicí zařízení (13) je připojeno k přívodu (16) bateriového úložiště (11).

3. Monitorovací zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že systémem (10) elektrického napájení je fotovoltaický systém, přičemž měřicí zařízení (13) je připojeno k přívodu (16) fotovoltaického systému.

4. Monitorovací zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že monitorovací zařízení obsahuje přívod (16) pro připojení ke vnější energetické napájecí síti (14), přičemž měřicí zařízení (13) je připojeno k přívodu (16) pro připojení ke vnější energetické napájecí síti (14).

5. Monitorovací zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že elektrickým parametrem (111) je:

- napětí na přívodu (16)

- elektrický proud na přívodu (16)

- elektrický náboj v systému (10) elektrického napájení.

6. Monitorovací systém pro monitorování a/nebo ovládání alespoň jednoho elektrického parametru v systému elektrického napájení, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jedno monitorovací zařízení (100) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, jakož i internetový server (30) a uživatelský terminál (40), prostřednictvím kterého lze přenášet alespoň jednu informaci a/nebo řídicí příkaz týkající se elektrického parametru (111) pomocí datové komunikace přes internet mezi internetovým rozhraním (31) a uživatelským terminálem (40).

7. Monitorovací systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že monitorovací systém obsahuje spotřebič a monitorovací systém je konfigurován pro přenos prostřednictvím internetu mezi internetovým rozhraním (31) a uživatelským terminálem (40) alespoň jedné informace týkající se elektrického parametru (111) realizovaného ve spotřebiči a/nebo pro přenos řídicího příkazu pro nastavení elektrického parametru (111), který má být realizován ve spotřebiči, přičemž realizace elektrického parametru ve spotřebiči znamená, že uvedený elektrický parametr je přítomen jako měřitelný parametr následkem chodu spotřebiče.

8. Počítačový program, zejména aplikace, vyznačující se tím, že je nahratelný do vnitřní, zejména nevolatilní, paměti digitálního počítače a obsahuje kód počítačového programu pro přenos po spuštění na digitálním počítači prostřednictvím internetového protokolu, a to pro přenos:

- informace týkající se elektrického parametru (111) určeného pomocí monitorovacího systému podle kteréhokoliv z nároků 6 a 7 do uživatelského terminálu (40), a/nebo

- 12 CZ 36781 U1

- řídicího příkazu zadaného prostřednictvím uživatelského terminálu (40) monitorovacího systému podle kteréhokoliv z nároků 6 a 7 do systému (10) elektrického napájení pro ovládání alespoň jednoho elektrického parametru (111).

9. Počítačový program podle nároku 8, vyznačující se tím, že je konfigurován pro iniciaci 5 grafického zobrazení na uživatelském rozhraní (52) uživatelského terminálu (40).

10. Počítačový program podle kteréhokoliv z nároků 8 a 9, vyznačující se tím, že je konfigurován pro iniciaci měření elektrického parametru (111).

5 výkresů

Seznam vztahových značek:

10 systém elektrického napájení

11 bateriové úložiště

12 decentralizovaný energetický napájecí systém

13 měřicí zařízení

14 vnější energetická napájecí síť

15 spotřebič

16 přívod

17 ochrana sítě a systému, NA ochrana

18 stykač

19 fotovoltaický systém

20 komponenta

21 tepelné čerpadlo

22 elektricky poháněné vozidlo

23 nabíjecí stanice

30 internetový server

31 internetové rozhraní

40 uživatelský terminál

50 počítačový program

51 aplikace

52 uživatelské rozhraní

60 grafické zobrazení

100 monitorovací zařízení

105 část měřených elektrických parametrů ze systému elektrického napájení

110 monitorovací systém

111 elektrický parametr

112 energetický tok

113 neexistující energetický tok

114 úroveň nabití

115 teplo

120 ostrovní provoz

130 konvenční síťový provoz

140 poloostrovní provoz

145 část naměřených elektrických parametrů z externí energetické napájecí sítě

150 část soběstačného energetického napájení

155 vlastní spotřeba

156 dodávka

157 část uložené a/nebo decentralizovaně vyrobené energie

158 energetická bilance

159 vyrobená energie

160 vyrobená energie pro dodávání