EP0660121A1 - Système de compteurs de consommation dépendants - Google Patents

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EP0660121A1
EP0660121A1 EP94402776A EP94402776A EP0660121A1 EP 0660121 A1 EP0660121 A1 EP 0660121A1 EP 94402776 A EP94402776 A EP 94402776A EP 94402776 A EP94402776 A EP 94402776A EP 0660121 A1 EP0660121 A1 EP 0660121A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
meter
counter
main
dependent
site
Prior art date
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Granted
Application number
EP94402776A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0660121B1 (fr
Inventor
Christian Holweck
François Vincent
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Itron Soluciones de Medida Espana SA
Schlumberger SA
Original Assignee
Itron Soluciones de Medida Espana SA
Schlumberger SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP0660121A1 publication Critical patent/EP0660121A1/fr
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Publication of EP0660121B1 publication Critical patent/EP0660121B1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F15/00—Coin-freed apparatus with meter-controlled dispensing of liquid, gas or electricity
    • G07F15/003—Coin-freed apparatus with meter-controlled dispensing of liquid, gas or electricity for electricity

Definitions

  • the present invention relates to a system of dependent meters, in particular a system which connects several electricity meters.
  • a customer In buildings with cellars or parking lots, it is common for a customer to wish to have several energy delivery points, a first point in his apartment and a second point, for example, in his cellar to use freezers, alarms , services for vehicles etc. If this second point does not belong to the local network of the building or if it is too far away, ways must be found to measure the electricity consumed at this point.
  • the use of a second meter located in the cellar creates billing problems at the level of the electricity distributor since there will be two subscriptions (one for each meter) for the same customer at the same address. Also, each counter must be read separately.
  • GB patent 2,183,852 describes a metering system in which all the meters in a single house, i.e. the water, gas and electricity meters, communicate by dedicated cables and in which the gas and water consumption data are kept by the electricity meter. This system is essentially suitable for use in a single geographic location.
  • the present invention provides a system of dependent meters having at least one main meter capable of measuring the energy consumed at a first site and provided with an interface for reading and / or writing data on a memory electronic transaction card, at minus a secondary meter capable of measuring the energy consumed at another site and provided with an interface for reading and / or writing data on a memory electronic transaction card, communication means comprising a memory electronic transaction card for transferring data representing the energy consumption to the site of the secondary counter between the main counter and the secondary counter or vice versa and memory means for memorizing each transfer of the data which is implemented by means of communication, the memory means being located in the main counter so that a value representing the energy consumption at the site of the secondary meter is held by the main meter.
  • the present invention facilitates the management of energy by the distributor since all the information concerning the energy consumption at all the sites is kept by the main meter. and that only the main meter is read, for example, by telecommunication or by visual reading of an index or several indexes showing the energy consumed. Also, at the management level, there is only one subscription for each customer, who receives only one invoice for the total energy consumption.
  • the value representing the energy consumption by a secondary meter can be accumulated with the energy consumption at the first site by the main meter, a value representing the total energy consumption being held by the main counter and read during reading of the main counter.
  • the value representing the energy consumption at the site of the secondary meter and the measurement of the energy consumed at the first site can be held and read separately, the total energy accumulation being made at the level of the distributor.
  • the invention also applies to a system having a secondary counter and several main counters, that is to say, where a secondary counter is shared between two consumers. Still, the present invention avoids the use of a reading from the secondary meter.
  • the term "electronic memory transaction card” covers memory cards of any type or form capable of transferring data including smart cards, magnetic cards, keys electronic devices including a chip, etc.
  • a memory card to connect the meters simplifies the transfer of data between the meters and avoids problems related to the installation of dedicated wires or cables.
  • This embodiment is particularly practical for existing buildings which include several apartments, cellars or parking lots related to the apartments being grouped in a different common geographic location, for example, at the base of the building, since the installation of cables would be complicated and expensive.
  • this allows a dynamic reallocation of secondary meters (cellars or parking lots bought, exchanged or sold) without modification of infrastructure.
  • US Patent 4,240,030 describes a prepaid electricity meter of a known type and in which there is an interface for reading magnetic cards to receive credit data.
  • the meter operates independently of other meters.
  • the communication means transfer credit data representing an advance on energy consumption from the main counter to the secondary counter, the power supply to the site of the secondary counter being controlled by the secondary counter depending on the credit data transferred.
  • the secondary counter can include a cut-off device for cutting off the power supply if the energy consumed exceeds the advance on consumption.
  • This credit system has security advantages, since the energy consumption at the site of the secondary meter is only permitted when the data representing the consumption is transferred and stored by the main meter.
  • a credit system is particularly suitable when the customer is responsible for transferring the energy consumption data to the second site, for example, when the data is exchanged by a memory card.
  • the communication means transfer flow data representing the energy consumption measured by the secondary meter from the secondary meter to the main meter.
  • the main counter can include monitoring means for monitoring the interval between each data transfer between the main counter and the secondary counter or vice versa and for providing an alarm signal which can be read by the distributor. if this interval exceeds a predetermined value.
  • the main counter may include a real-time clock for measuring time that has passed since the last data transfer. If the counter does not have a clock, the interval between transfers can be measured in terms of the counter's operating time. For example, the main meter can check if a data transfer has taken place after a number of rate changes.
  • This embodiment also applies to credit or debit systems.
  • the main meter will provide an alarm signal which can be read by the distributor during a reading from the main meter.
  • the use of monitoring means allows fraud to be detected if the secondary counter is unplugged, that is to say where the transfer of credits is no longer necessary. In this case, the main counter can still provide a fraud indicator which is read during a poll.
  • data representing consumption can be transferred from the secondary counter to the main counter, for example, data representing the general status of the secondary counter, the presence of fraud or other attributes of the energy consumed.
  • this data will be sent from the secondary meter to the main meter, while data representing energy consumption is sent from the main meter to the secondary meter.
  • the present invention applies in particular to the case where the main meter and the secondary meter are meters of the same type, that is to say, that they are able to measure the same physical quantity (electricity, gas, etc.). .
  • the meters of the system are all electricity meters.
  • the invention can be used with other types of meters, i.e., gas, water, heat meters, etc.
  • the main and secondary meters are able to receive rate change commands, the communication means transferring data representing the energy consumption in each rate band.
  • the main and secondary meters must have the same tariff structure, that is to say, the same contract with the distributor.
  • the secondary meter simply measures consumption during each rate bracket, this information being transferred to the main meter during data transfer.
  • the customer determines for himself the credit that will be distributed to each rate bracket.
  • the main counter can determine how to distribute the credits between each rate band, for example, by dividing a global amount entered by the customer, according to an estimate of the duration of each rate band or by distributing predetermined credits each time a transfer takes place.
  • the data transferred between the meters can represent a measure of energy consumption or, also, a sum of money or credit representing an amount of energy consumed by the secondary meter.
  • the memory card used is dedicated to a single system, for example, by the use of a password which is compared with a password memorized by the main counter and / or the secondary counter, in order to that it does not work for other systems, to avoid mixing between systems.
  • each meter in the system includes an absolute register which records the absolute energy consumption measured at the meter site and which can be read directly to verify data transfer.
  • the system includes a main meter 1 located at a site, such as a apartment, a secondary meter 2 located in another site, such as a cellar or a garage, and means of communication between meters comprising an electronic card 3.
  • the main meter and the secondary meter measure the voltage and current taken from the distribution network to calculate the electrical energy consumed at each site.
  • the electronic card is used to transfer credit data between the main counter and the secondary counter and to transfer data concerning the status of the secondary counter to the main counter.
  • the energy consumption at the two sites and the status of the two meters are determined by reading the primary meter, for example, by telecommunication or by visual reading.
  • Each counter has an associated conventional circuit breaker 4, 5 and the secondary counter also includes a circuit breaker 6, which is absent or made inactive on the main counter.
  • Figure 2 shows the structure of a secondary meter used in the system of Figure 1.
  • the main meter has an identical structure, except for the circuit breaker member 6.
  • the main members of the meter are a cell metrological 7, of a conventional type, making it possible to measure the active power, the energy consumed and the voltage and the effective current, a man / machine interface 8 comprising a keyboard and a display, a remote reading interface 9, which communicates by example via a specific bus, via the telephone network or other conventional means 10 with the distributor, a rate change member 11 of a conventional type making it possible to determine the current tariff period (for example using a radio receiver, a clock / calendar, carrier currents, etc.), an electronic card read / write interface 12, a power limiter control cell 13 which controls the circuit breaker it 6, a microcontroller 14 and a pulse transmitter 15 of a conventional type which shows the instantaneous consumption of power measured by the meter.
  • the microcontroller 14 includes a clock 18, an EEPROM memory 19 and a RAM memory 20.
  • the communication means of this system include a memory card or electronic card 16, of the bank credit card type having an EEPROM memory 17, the data being read and written to the memory by the main and secondary counters.
  • the customer loads his card 16 at the level of the main meter 1, that is to say, consumption of quantities of energy (expressed in kWh) are transferred between the meter and the card , tariff band by tariff band, the credit thus acquired by the card being immediately passed on to specific indexes of the main meter, in order to be billed the next time the main meter is read.
  • the detailed tariff structure and the indexes of the main and secondary meters will be described later with reference to Figure 3.
  • the credit on the card is emptied into specific indices of the secondary counter (in part or in whole).
  • the secondary counter circuit breaker will remain closed as long as the index corresponding to the current tariff has a content greater than a predetermined value (which can be negative if a debt is permitted), thus authorizing energy consumption.
  • the main meter concentrates the information coming from the secondary meter and provides the distributor with global information on the status of the system similar to that provided by a conventional isolated meter (maximum current, number of frauds, global status word, etc.). So, for the distributor, everything is transparent.
  • All data transfer operations are carried out using the man / machine interface 8 and the card read / write interface 12.
  • the customer can scroll through the different price bands supported by his contract. He then visualizes the credit carried by the card in each of these tranches. If he wishes to make a credit transfer (from the counter to the card, or from the card to the counter, depending on the type of counter), he can program its amount in kWh and proceed with the transfer.
  • the main counter can automatically distribute credits calculated in advance in response to a single key press by the client.
  • the transfer is capped, that is to say, the card index cannot exceed a maximum which is a function of the power subscribed to secondary.
  • the customer can either saturate the card at this ceiling with one touch, or program the amount precisely, depending on the operating mode chosen.
  • the transfer is limited to the content of the card.
  • the customer can either transfer using a single touch or program the amount precisely.
  • the distributor allocates a main counter and one or more secondary counters to his customer with a memory card.
  • the memory card provided by the distributor contains the description of the system including the serial numbers assigned to the main and secondary meters. It is therefore system specific and cannot work with another.
  • the card has no energy credit.
  • the absolute indexes of the main and secondary counters are noted, if this was not done when the previous contract was closed, or in the event of a very first contract. These readings constitute a reference in the event of an incident or dispute by the customer during operation.
  • the distributor collects the card. It reads the indexes of the main counter and of the secondary counter (s). Any credit remaining in the secondary meter is reset to zero and the balance (positive or negative) is carried over to a global invoice for all meters. Any credit on the card is also deducted from the general bill.
  • Figure 3 shows as a block the structure of the data indexes which are present in the EEPROM memories of the main and secondary meters and of the electronic card.
  • Each counter has an encrypted identification number 30, 31. This number is unique and there is therefore no other counter having the same number.
  • the card knows the indications of the counters, these data being stored 32 on the EEPROM memory of the card. Before any transaction, the agreement between the identifications of the card and the counter is checked. This concordance makes it possible both to authorize (or to refuse) the transaction and to determine the type of transaction (a transfer between the main counter and the card, or between the card and the secondary counter).
  • Each meter has six metering indexes 33, 34 which measure the consumption at the site of this meter in all possible price bands. These indexes have a resolution of 1 Wh; they return to zero as soon as they exceed the value 999 999 999 Wh. These indexes are "absolute” because it is impossible to reset them to zero; they therefore reflect the total consumption seen by each meter during its existence. They are "clean” because they only reflect the consumption of the meter in question.
  • the main meter also has absolute flow indexes 35. They are impossible to reset, except in the event of an overflow. Their resolution is 1kWh and their maximum is 999,999 kWh.
  • indexes reflect the total credit transferred to the card (all cards that have existed since the meter was installed) by rate bracket, this credit in the sense of the card being a debit from the main meter.
  • the main counter stores each credit transfer to the secondary counter. It is the total of own indexes and debit indexes which will be invoiced to the customer. These summations can be made either at the counter during the reading, or at the reading terminal.
  • the electronic card also includes credit indexes 36 which contain the total of the credit transferred from the main counter to the card, minus the credit transferred to the secondary counter. Their resolution is 1kWh. They are capped in order to limit the risks in the event of loss, theft or destruction of the card and to oblige the customer to use it regularly. In the operating mode using one touch the indexes will be filled to the ceiling or completely emptied for each transfer. The indexes are always positive, that is to say, the card never carries a debit. For the secondary counter, relative own indices 37 are provided. Any transfer of credit from the card to the counter increases their values and therefore decreases the values of the credit indexes 36 of the card. Their resolution is 1Wh. As described above they can take negative values up to a debt ceiling.
  • the relative index for the current tariff period i.e. the index which is decremented, controls the distribution circuit breaker 6 (via the control cell 13) as well as a warning signal debt (internal on the display or external, for example, using a buzzer, a lamp etc.).
  • the circuit breaker 6 can be controlled by the control cell 13 to limit the power in the event of a low debt or to cut the power supply in the event of a high debt.
  • Each counter also includes its own status indexes 38, 39 which contain the data devoted to monitoring each counter to ensure the proper functioning of the devices and to detect fraud.
  • the nature of the status indexes and their typical size are shown in more detail in Figure 5.
  • the status of the secondary counter contained in the status indexes 39 is conveyed by the secondary status indexes 40 from the electronic card to the main counter, or it is held by status indexes 41 dedicated to the secondary counter. At each reading, the statuses of the two counters are read and analyzed.
  • Access by the distributor to the status of the secondary counter is subject to the transfer of information from the secondary to the main, that is to say the use that the customer makes of his card.
  • the credit conveyed by the card being capped the customer will have to regularly carry out transfers (for example once a month) if he wants to draw energy from secondary school. But in the event of fraud, for example if the secondary counter is unraveled and hacked, this transfer of credit is no longer necessary. As secondary status is no longer communicated to the principal, fraud would be undetectable. To overcome this problem, we measure the time elapsed between two secondary status updates.
  • the embodiment described above relates to a system where credits are transferred from the main counter to the secondary counter. Another achievement is also possible, where flow data is transferred from the secondary counter to the main counter, and where the relative own indices of the secondary counter are increased in synchronism with the absolute own indices, and are emptied by each transfer of the data etc.
  • the system can include multiple secondary meters, the main meter having multiple absolute flow indexes for storing consumption data for secondary meters.
  • the system may include several main counters which share a secondary counter, or else several main counters and several secondary counters.
  • the system can also be used with other types of meters, i.e. with gas, water, heat meters, etc.

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Abstract

Système de compteurs dépendants ayant un compteur principal (1) pour mesurer l'énergie consommée à un premier site, au moins un compteur secondaire (2) pour mesurer l'énergie consommée à un autre site, des moyens de communication, par exemple une carte à mémoire (3), pour transférer des données représentant la consommation de l'énergie au site du compteur secondaire entre le compteur principal et le compteur secondaire, ou vice versa, et des moyens pour mémoriser chaque transfert des données, les moyens de mémorisation étant situés dans le compteur principal afin qu'une valeur de consommation au site du compteur secondaire soit tenue par le compteur principal. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un système de compteurs dépendants, en particulier un système qui relie plusieurs compteurs d'électricité.
  • Dans des immeubles disposant de caves ou de parkings il est fréquent qu'un client souhaite avoir plusieurs points de livraison d'énergie, un premier point dans son appartement et un deuxième point, par exemple, dans sa cave pour utiliser des congélateurs, des alarmes, des prestations pour véhicules etc. Si ce deuxième point n'appartient pas au réseau local de l'immeuble ou s'il est trop éloigné il faut trouver des moyens pour mesurer l'électricité consommée à ce point. L'utilisation d'un deuxième compteur situé dans la cave crée des problèmes de facturation au niveau du distributeur d'électricité puisqu'il y aura deux abonnements (un pour chaque compteur) pour le même client à la même adresse. Egalement, il faudra lire séparément chaque compteur.
  • Le brevet GB 2 183 852 décrit un système de comptage dans lequel tous les compteurs dans une seule maison, c'est-à-dire les compteurs d'eau, de gaz et d'électricité, communiquent par des câbles dédiés et dans lequel les données sur la consommation de gaz et d'eau sont tenues par le compteur d'électricité. Ce système est essentiellement apte à être utilisé dans un seul emplacement géographique.
  • La présente invention fournit un système de compteurs dépendants ayant au moins un compteur principal apte à mesurer l'énergie consommée à un premier site et munis d'une interface pour lire et/ou écrire des données sur une carte de transactions électroniques à mémoire, au moins un compteur secondaire apte à mesurer l'énergie consommée à un autre site et munis d'une interface pour lire et/ou écrire des données sur une carte de transactions électroniques à mémoire, des moyens de communication comprenant une carte de transactions électroniques à mémoire pour transférer des données représentant la consommation de l'énergie au site du compteur secondaire entre le compteur principal et le compteur secondaire ou vice versa et des moyens de mémoire pour mémoriser chaque transfert des données qui est mis en oeuvre par des moyens de communication, les moyens de mémoire étant situés dans le compteur principal afin qu'une valeur représentant la consommation d'énergie au site du compteur secondaire soit tenue par le compteur principal.
  • Ainsi, pour un système ayant un compteur principal et un ou plusieurs compteurs secondaires la présente invention facilite la gestion de l'énergie par le distributeur puisque toute l'information concernant la consommation de l'énergie à tous les sites est tenue par le compteur principal et que seulement le compteur principal fait l'objet d'une relève, par exemple, par télécommunication ou par lecture visuelle d'un index ou plusieurs index montrant l'énergie consommée. Egalement, au niveau de la gestion, il n'y a qu'un abonnement pour chaque client, lequel ne reçoit qu'une seule facture pour la consommation totale d'énergie. Pour simplifier la relève du compteur principal, la valeur représentant la consommation d'énergie par un compteur secondaire peut être accumulée avec la consommation d'énergie au premier site par le compteur principal, une valeur représentant la consommation totale d'énergie étant tenue par le compteur principal et lue pendant la relève du compteur principal. Selon un autre mode de réalisation, la valeur représentant la consommation d'énergie au site du compteur secondaire et la mesure de l'énergie consommée au premier site peuvent être tenues et lues séparément, l'accumulation d'énergie totale étant faite au niveau du distributeur.
  • L'invention s'applique également à un système ayant un compteur secondaire et plusieurs compteurs principaux, c'est-à-dire, où un compteur secondaire est partagé entre deux consommateurs. Encore, la présente invention évite l'emploi d'une relève du compteur secondaire.
  • Dans le contexte de la présente demande de brevet, le terme "carte de transactions électroniques à mémoire" couvre des cartes à mémoire de n'importe quel type ou forme pouvant transférer des données y compris des cartes à puce, des cartes magnétiques, des clés électroniques comprenant une puce, etc.
  • L'utilisation d'une carte à mémoire pour relier les compteurs simplifie le transfert des données entre les compteurs et évite des problèmes apparentés à l'installation des fils ou des câbles dédiés. Ce mode de réalisation est particulièrement pratique pour des immeubles existants qui comprennent plusieurs appartements, des caves ou parkings apparentés aux appartements étant regroupés à un emplacement géographique commun différent, par exemple, à la base de l'immeuble, puisque l'installation des câbles serait compliquée et coûteuse. De plus, cela autorise une réaffectation dynamique des compteurs secondaires (caves ou parkings achetés, échangés ou vendus) sans modification d'infrastructure.
  • Le brevet US 4 240 030 décrit un compteur d'électricité à prépaiement d'un type connu et dans lequel il y a une interface pour lire des cartes magnétiques pour recevoir des données de crédit. Le compteur fonctionne indépendamment d'autres compteurs.
  • Selon un mode de réalisation, les moyens de communication transfèrent des données de crédit représentant une avance sur la consommation d'énergie depuis le compteur principal vers le compteur secondaire, l'alimentation d'énergie au site du compteur secondaire étant contrôlée par le compteur secondaire dépendant des données de crédit transférées. Plus particulièrement, le compteur secondaire peut comprendre un organe de coupure pour couper l'alimentation d'énergie si l'énergie consommée dépasse l'avance sur la consommation.
  • Ce système de crédit a des avantages de sécurité, puisque la consommation d'énergie au site du compteur secondaire est permise seulement lorsque les données représentant la consommation sont transférées et mémorisées par le compteur principal. Un système de crédit est en particulier approprié lorsque le client a la responsabilité pour transférer les données concernant la consommation d'énergie au deuxième site, par exemple, lorsque les données sont échangées par une carte à mémoire.
  • Cependant, selon un autre mode de réalisation, les moyens de communication transfèrent des données de débit représentant la consommation d'énergie mesurée par le compteur secondaire depuis le compteur secondaire vers le compteur principal.
  • Selon un mode de réalisation, le compteur principal peut comprendre des moyens de surveillance pour surveiller l'intervalle entre chaque transfert de données entre le compteur principal et le compteur secondaire ou vice versa et pour fournir un signal d'alarme pouvant être lu par le distributeur si cet intervalle dépasse une valeur prédéterminée. Par exemple, le compteur principal peut comprendre une horloge temps réel pour mesurer le temps qui s'est écoulé depuis le dernier transfert de données. Si le compteur ne possède pas une horloge, l'intervalle entre les transferts peut être mesuré en durée de fonctionnement du compteur. Par exemple, le compteur principal peut vérifier si un tranfert de données a eu lieu après un certain nombre de changements de tarif.
  • Ce mode de réalisation s'applique également aux systèmes de crédit ou débit. Pour un système de débit, si le client ne lit pas régulièrement la consommation mesurée par le compteur secondaire, le compteur principal fournira un signal d'alarme qui peut être lu par le distributeur pendant une relève du compteur principal. Pour un système de crédit, l'utilisation des moyens de surveillance permet la détection d'une fraude si le compteur secondaire est déplombé, c'est-à-dire où le transfert des crédits n'est plus nécessaire. Dans ce cas, le compteur principal peut encore fournir un indicateur de fraude qui est lu pendant une relève.
  • En plus des données représentant la consommation, d'autre données peuvent être transférées depuis le compteur secondaire vers le compteur principal, par exemple, des données représentant le statut général du compteur secondaire, la présence d'une fraude ou d'autres attributs de l'énergie consommée. Pour un système de crédit, ces données seront envoyées du compteur secondaire au compteur principal, alors que les données représentant la consommation d'énergie sont envoyées du compteur principal au compteur secondaire.
  • La présente invention s'applique en particulier au cas où le compteur principal et le compteur secondaire sont des compteurs du même type, c'est-à-dire, qu'ils sont aptes à mesurer la même quantité physique (électricité, gaz etc). Par exemple, selon un mode de réalisation, les compteurs du système sont tous des compteurs d'électricité. Cependant, l'invention peut être utilisée avec les autres types de compteurs, c'est-à-dire, des compteurs de gaz, d'eau, de chaleur, etc.
  • Selon un mode de réalisation utilisant, par exemple, des compteurs d'électricité, les compteurs principal et secondaire sont aptes à recevoir des commandes de changement de tarif, les moyens de communication transférant des données représentant la consommation d'énergie dans chaque tranche tarifaire. Dans ce cas, les compteurs principal et secondaire doivent avoir la même structure tarifaire, c'est-à-dire, le même contrat avec le distributeur.
  • Pour un système de débit, le compteur secondaire mesure simplement la consommation pendant chaque tranche tarifaire, cette information étant transférée au compteur principal pendant le transfert des données. Pour un système de crédit, dans un mode de réalisation le client détermine lui-même le crédit qui sera distribué à chaque tranche tarifaire. Cependant, si la structure de tarification est compliquée, le compteur principal peut déterminer comment distribuer les crédits entre chaque tranche tarifaire, par exemple, par la division d'un montant global entré par le client, selon un estimé de la durée de chaque tranche tarifaire ou par la distribution des crédits prédéterminés chaque fois qu'un transfert a lieu.
  • Les données transférées entre les compteurs peuvent représenter une mesure de la consommation d'énergie ou, également, une somme d'argent ou de crédit représentant une quantité d'énergie consommée par le compteur secondaire.
  • De préférence, la une carte à mémoire utilisée est dédiée à un seul système, par exemple, par l'utilisation d'un mot de passe qui est comparé avec un mot de passe mémorisé par le compteur principal et/ou le compteur secondaire, afin qu'elle ne fonctionne pas pour d'autres systèmes, pour éviter un mélange entre des systèmes.
  • De préférence, chaque compteur du système comprend un registre absolu qui enregistre la consommation absolue d'énergie mesurée au site du compteur et qui peut être lue directement pour vérifier le transfert de données.
  • Les caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif, et en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
    • La Figure 1 montre un synoptique général d'un système des compteurs dépendants selon la présente invention;
    • La Figure 2 montre un schéma bloc d'un compteur du système de la Figure 1;
    • La Figure 3 montre la structure des données tenues dans les compteurs principal et secondaire et transfert par la carte à mémoire de la Figure 1;
    • La Figure 4 montre des divisions possibles des indexes de la Figure 3 correspondant à des régimes de tarification;
    • La Figure 5 montre la structure des données de statut qui sont tenues par chaque compteur.
  • Comme le montre la Figure 1, le système comprend un compteur principal 1 situé dans un site, tel qu'un appartement, un compteur secondaire 2 situé dans un autre site, tel qu'une cave ou un garage, et des moyens de communication entre des compteurs comprenant une carte électronique 3. Le compteur principal et le compteur secondaire mesurent la tension et le courant pris du réseau de distribution afin de calculer l'énergie électrique consommée à chaque site. La carte électronique est utilisée pour transférer des données de crédit entre le compteur principal et le compteur secondaire et pour transférer des données concernant l'état du compteur secondaire au compteur principal. La consommation d'énergie aux deux sites et le statut des deux compteurs sont déterminés par une relève du compteur primaire, par exemple, par télécommunication ou par lecture visuelle. Chaque compteur a un disjoncteur conventionnel 4, 5 associé et le compteur secondaire comprend également un organe de coupe-circuit 6, qui est absent ou rendu inactif sur le compteur principal.
  • La Figure 2 montre la structure d'un compteur secondaire utilisé dans le système de la Figure 1. Le compteur principal a une structure identique, à l'exception de l'organe de coupe-circuit 6. Les principaux organes du compteur sont une cellule métrologique 7, d'un type conventionnel, permettant de mesurer la puissance active, l'énergie consommée et la tension et le courant efficace, une interface homme/machine 8 comprenant un clavier et un afficheur, une interface de télérelevé 9, qui communique par exemple via un bus spécifique, par le réseau téléphonique ou d'autres moyens conventionnels 10 avec le distributeur, un organe de changement de tarif 11 d'un type conventionnel permettant de déterminer la période tarifaire en cours (par exemple utilisant un récepteur radio, une horloge/calendrier, des courants porteurs etc.), une interface de lecture/écriture de carte électronique 12, une cellule de pilotage du limiteur de puissance 13 qui contrôle l'organe de coupe-circuit 6, un micro-controleur 14 et un émetteur d'impulsions 15 d'un type conventionnel qui montre la consommation instantanée de puissance mesurée par le compteur. Le micro-contrôleur 14 comprend une horloge 18, une mémoire EEPROM 19 et une mémoire RAM 20.
  • Les moyens de communication de ce système comprennent une carte à mémoire ou carte électronique 16, du type carte de crédit bancaire ayant une mémoire EEPROM 17, les données étant lues et écrites sur la mémoire par les compteurs principal et secondaire.
  • Pour obtenir un crédit d'électricité, le client charge sa carte 16 au niveau du compteur principal 1, c'est-à-dire, que des consommations de quantités d'énergie (exprimées en kWh) sont transférées entre le compteur et la carte, tranche tarifaire par tranche tarifaire, le crédit ainsi acquis par la carte étant aussitôt répercuté sur des index spécifiques du compteur principal, afin d'être facturé à la prochaine relève du compteur principal. La structure tarifaire détaillée et les index des compteurs principal et secondaire seront décrits plus tard en se référant à la Figure 3.
  • Le crédit présent sur la carte est vidé dans des index spécifiques du compteur secondaire (en partie ou en totalité). Le coupe-circuit du compteur secondaire restera fermé tant que l'index correspondant au tarif en cours a un contenu plus grand qu'une valeur prédéterminée (qui peut être négative si une dette est permise) autorisant ainsi la consommation d'énergie.
  • Le compteur principal concentre les informations provenant du compteur secondaire et fournit au distributeur une information globale sur le statut du système similaire à celle que fournit un compteur classique isolé (courant maximum, nombre de fraudes, mot d'état global etc.). Ainsi, pour le distributeur, tout est transparent.
  • Toutes les opérations de transfert des données s'effectuent à l'aide de l'interface homme/machine 8 et l'interface de lecture/écriture des cartes 12. A l'aide du clavier de l'interface homme/machine 8, le client peut faire défiler les différentes tranches tarifaires supportées par son contrat. Il visualise alors le crédit porté par la carte dans chacune de ces tranches. S'il souhaite procéder à un transfert de crédit (du compteur vers la carte, ou de la carte vers le compteur, selon le type de compteur), il peut programmer son montant en kWh et procéder au transfert.
  • Selon un autre mode de fonctionnement, si la structure de tarification est compliquée, le compteur principal peut distribuer automatiquement des crédits calculés en avance en réponse à une seule touche du clavier par le client. Pour le transfert des crédits depuis le compteur principal à la carte électronique, le transfert est plafonné, c'est-à-dire, l'index carte ne peut excéder un maximum qui est une fonction de la puissance souscrite au secondaire. Le client peut soit saturer la carte à ce plafond à l'aide d'une seule touche, soit programmer précisément le montant, selon le mode de fonctionnement choisi.
  • Pour le transfert des crédits depuis la carte au compteur secondaire, le transfert est plafonné au contenu de la carte. Le client peut soit transférer à l'aide d'une seule touche, soit programmer précisément le montant.
  • A l'ouverture du contrat entre le distributeur et le client, le distributeur attribue un compteur principal et un ou plusieurs compteurs secondaires à son client avec une carte à mémoire. La carte à mémoire fournie par le distributeur comporte la description du système y compris les numéros de série assignés aux compteurs principal et secondaire(s). Elle est donc propre au système et elle ne peut pas fonctionner avec un autre. A l'ouverture du contrat la carte ne possède aucun crédit d'énergie. A ce moment, les index absolus des compteurs principal et secondaire(s) sont relevés, si cela n'a pas été fait à la fermeture du contrat précédent, ou en cas de tout premier contrat. Ces relèves constituent une référence en cas d'incident ou de contestation du client en cours d'exploitation.
  • A la fermeture du contrat le distributeur récupère la carte. Il relève les index du compteur principal et du ou des compteur(s) secondaire(s). Tout crédit qui reste dans le compteur secondaire est remis à zéro et le solde (positif ou négatif) est reporté sur une facture globale pour tout les compteurs. Un crédit quelconque présent sur la carte est aussi déduit de la facture générale.
  • Tout changement au niveau du compteur secondaire (changement de compteur, de contrat etc) ou au niveau du compteur principal donne lieu à des procédures similaires à une fermeture/ouverture de contrat. En cas de perte, vol ou destruction, le crédit présent sur la carte est perdu. Puisque la carte est propre au système elle ne peut pas être utilisée sur un autre. Le client peut éventuellement récupérer le crédit perdu à la fermeture du contrat ou quand les index absolus sont lus et comparés avec les index qui mémorisent les transferts de crédits.
  • La Figure 3 montre en bloc la structure des index des données qui sont présentes dans les mémoires EEPROM des compteurs principal et secondaire et de la carte électronique.
  • Chaque compteur possède un numéro d'identification chiffré 30, 31. Ce numéro est propre et il n'existe donc aucun autre compteur possèdant le même numéro. La carte connaît les indications des compteurs, ces données étant mémorisées 32 sur la mémoire EEPROM de la carte. Avant toute transaction, la concordance entre les identifications de la carte et du compteur est vérifiée. Cette concordance permet à la fois d'autoriser (ou de refuser) la transaction et de déterminer le type de transaction (un transfert entre le compteur principal et la carte, ou entre la carte et le compteur secondaire).
  • Chaque compteur possède six index de comptage 33, 34 qui mesurent la consommation au site de ce compteur dans toutes les tranches tarifaires possibles. Ces index possèdent une résolution de 1 Wh; ils repassent à zéro dès qu'ils dépassent la valeur 999 999 999 Wh. Ces index sont "absolus" car il est impossible de les remettre à zéro; ils reflètent donc la consommation totale vue par chaque compteur durant son existence. Ils sont "propres" car ils ne reflètent que la consommation du compteur considéré. Le compteur principal possède également des index de débit absolus 35. Ils sont impossibles à remettre à zéro, sauf en cas de débordement. Leur résolution est de 1kWh et leur maximum de 999 999 kWh. Ces indexes reflètent le crédit total transféré sur carte (toutes les cartes ayant existé depuis que le compteur est installé) par tranche tarifaire, ce crédit au sens de la carte étant un débit du compteur principal. Ainsi, le compteur principal mémorise chaque transfert de crédit au compteur secondaire. C'est le total des index propres et des index de débit qui seront facturés au client. Ces sommations peuvent se faire soit au niveau du compteur lors de la relève, soit au niveau du terminal de relève.
  • La carte électronique également comprend des index de crédit 36 qui contiennent le total du crédit transféré depuis le compteur principal vers la carte, moins le crédit transféré sur le compteur secondaire. Leur résolution est de 1kWh. Ils sont plafonnés afin de limiter les risques en cas de perte, vol ou destruction de la carte et pour obliger le client à s'en servir régulièrement. Dans le mode de fonctionnement utilisant une seule touche les index seront remplis jusqu'au plafond ou vidés complètement pour chaque transfert. Les index sont toujours positifs, c'est-à-dire, que la carte n'est jamais porteuse d'un débit.
    Pour le compteur secondaire, des index propres relatifs 37 sont fournis. Tout transfert de crédit depuis la carte vers le compteur vient augmenter leurs valeurs et diminuer d'autant les valeurs des index de crédit 36 de la carte. Leur résolution est de 1Wh. Comme décrit ci-dessus ils peuvent prendre des valeurs négatives jusqu'à un plafond de dette. Ils sont décrémentés en synchronisme avec l'incrémentation des index propres absolus 34, au fur et à mesure de la consommation du client. L'index relatif pour la période tarifaire en cours, c'est-à-dire l'index qui est décrémenté, vient asservir le coupe-circuit de distribution 6 (via la cellule de pilotage 13) ainsi qu'un signal d'avertissement de dette (interne au niveau de l'afficheur ou externe, par exemple, utilisant un buzzer, une lampe etc.). L'organe de coupe-circuit 6 peut être contrôlé par la cellule de pilotage 13 pour limiter la puissance en cas d'une faible dette ou pour couper l'alimentation en cas d'une dette élevée.
  • Chaque compteur comprend aussi des index de statut propres 38, 39 qui contiennent les données consacrées à la surveillance de chaque compteur pour assurer le bon fonctionnement des appareils et pour détecter des fraudes. La nature des index de statut et leur taille typique sont montrées avec plus de détails dans la Figure 5. Le statut du compteur secondaire contenu dans les index de statut 39 est véhiculé par les index de statut secondaire 40 de la carte électronique vers le compteur principal, ou il est tenu par des index de statut 41 consacrés au compteur secondaire. A chaque relève, les statuts des deux compteurs sont relevés et analysés.
  • L'accès du distributeur au statut du compteur secondaire est subordonné au transfert d'information du secondaire vers le principal, c'est-à-dire à l'usage que le client fait de sa carte. En principe, le crédit véhiculé par la carte étant plafonné, le client devra régulièrement effectuer des transferts (par exemple une fois par mois) s'il veut puiser de l'énergie au secondaire. Mais en cas de fraude, par exemple si le compteur secondaire est déplombé et piraté, ce transfert de crédit n'est plus nécessaire. Le statut secondaire n'étant plus communiqué au principal, la fraude serait indétectable. Pour surmonter ce problème, on a recours à la mesure du temps écoulé entre deux mises à jour du statut secondaire. Ce temps, mesuré par l'horloge 18 du microprocesseur ou selon la durée de fonctionnement du compteur principal, s'il ne possède pas d'horloge, permet de s'apercevoir en lisant le compteur principal que le client ne fait plus usage de sa carte. Ainsi, on peut détecter une présomption de fraude et envoyer au client un ordre d'utiliser sa carte, voire déclencher une visite de contrôle. En se référant à la Figure 3, chaque fois qu'il y a un transfert de données entre le compteur secondaire et la carte électronique sans aucun problème, un index de "handshake" 42 est affiché. Le temps entre chaque transfert entre la carte et le compteur principal est mesuré par des moyens d'un index 43 qui est augmenté par l'horloge du microprocesseur et qui est remis à zéro par l'index 42 de la carte avec un transfert de données qui a réussi vers le compteur principal. Si l'index 43 augmente au-dessus d'une valeur prédéterminée une fraude sera détectée.
  • La Figure 4 montre, sous la forme d'une table, des structures possibles des index de consommation montrées dans la Figure 3, pour quatre types de contrats proposés en France par le distributeur d'électricité utilisant des tarifs différents. Par exemple, pour le contrat de base il n'y a qu'un index qui est utilisé tout le temps, alors qu'il y en a deux pour le contrat de double tarif, qui sont augmentés pendant les heures creuses et les heures pleines, respectivement. Les index sont codés en trois octets (résolution au kWh) ou quatre octets (résolution au Wh). Les abréviations utilisées sont :
    • BASE
    = contrat de base, monotarif
    HC
    = contrat heures creuses, double tarif
    EJP
    = contrat effacement jours de pointe, double tarif aléatoire
    BBR
    = contrat bleu blanc rouge, étant un contrat défini par le distributeur en France, comprenant un sextuple tarif semi-aléatoire ayant des jours et des heures de tarifs différents
    th
    = toutes heures
    hc
    = heures creuses
    hp
    = heures pleines
    hn
    = heures normales
    pm
    = pointe mobile
    hcjb
    = heures creuses jours "bleus"
    hpjb
    = heures pleines jours "bleus"
    hcjw
    = heures creuses jours "blancs"
    hpjw
    = heures pleines jours "blancs"
    hcjr
    = heures creuses jours "rouges"
    hpjr
    = heures pleines jours "rouges"
  • Le mode de réalisation décrit ci-dessus concerne un système où des crédits sont transférés du compteur principal au compteur secondaire. Une autre réalisation est également possible, où des données de débit sont transférées du compteur secondaire au compteur principal, et où les index propres relatifs du compteur secondaire sont augmentés en synchronisme avec les index propres absolus, et sont vidés par chaque transfert des données etc.
  • Egalement, le système peut comprendre plusieurs compteurs secondaires, le compteur principal ayant plusieurs index de débit absolus pour stocker les données de consommation pour des compteurs secondaires.
  • Selon d'autres méthodes de réalisation le système peut comprendre plusieurs compteurs principaux qui partagent un compteur secondaire, ou bien plusieurs compteurs principaux et plusieurs compteurs secondaires.
  • Le système peut être utilisé également avec d'autres types de compteurs, c'est-à-dire avec des compteurs de gaz, d'eau, de chaleur, etc.

Claims (11)

  1. Système de compteurs dépendants ayant au moins un compteur principal apte à mesurer l'énergie consommée à un premier site et munis d'une interface pour lire et/ou écrire des données sur une carte de transactions électroniques à mémoire, au moins un compteur secondaire apte à mesurer l'énergie consommée à un autre site et munis d'une interface pour lire et/ou écrire des données sur une carte de transactions électroniques à mémoire, des moyens de communication comprenant une carte de transactions électroniques à mémoire pour transférer des données représentant la consommation de l'énergie au site du compteur secondaire entre le compteur principal et le compteur secondaire ou vice versa et des moyens de mémoire pour mémoriser chaque transfert des données qui est mis en oeuvre par des moyens de communication, les moyens de mémoire étant situés dans le compteur principal afin qu'une valeur représentant la consommation d'énergie au site du compteur secondaire soit tenue par le compteur principal.
  2. Système de compteurs dépendants selon la revendication 1 où les moyens de communication transfèrent des données de crédit représentant une avance sur la consommation d'énergie depuis le compteur principal vers le compteur secondaire, l'alimentation en énergie au site du compteur secondaire étant contrôlée par le compteur secondaire dépendant des données de crédit transférées.
  3. Système de compteurs dépendants selon la revendication 2 où le compteur principal comprend également un organe de coupure pour couper l'alimentation d'énergie si l'énergie consommée dépasse l'avance sur la consommation.
  4. Système de compteurs dépendants selon la revendication 1 où les moyens de communication transfèrent des données de débit représentant la consommation d'énergie mesurée par le compteur secondaire depuis le compteur secondaire vers le compteur principal.
  5. Système de compteurs dépendants selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 où le compteur principal comprend également des moyens de surveillance pour surveiller l'intervalle entre chaque transfert de données entre le compteur principal et le compteur secondaire ou vice versa et pour fournir un signal d'alarme si cet intervalle dépasse une valeur prédéterminée.
  6. Système de compteurs dépendants selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 où les moyens de communication transfèrent d'autres données depuis le compteur secondaire vers le compteur principal.
  7. Système de compteurs dépendants selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 où les compteurs principal et secondaire sont aptes à recevoir des commandes de changement de tarif, les moyens de communication transférant des données représentant la consommation d'énergie dans chaque tranche tarifaire.
  8. Système de compteurs dépendants selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 où la carte à mémoire est dédiée à ce système, afin qu'elle ne fonctionne pas pour d'autres systèmes de compteurs dépendants.
  9. Système de compteurs dépendants selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 où chaque compteur du système comprend un registre absolu qui enregistre la consommation absolue d'énergie mesurée au site du compteur et qui peut être lue directement pour vérifier le transfert de données.
  10. Système de compteurs dépendants selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel le compteur principal et le compteur secondaire sont aptes à mesurer les mêmes quantités physiques.
  11. Système de compteurs dépendants selon la revendication 10 où les compteurs sont des compteurs d'électricité.
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