EP3017407A1 - Unité et procédé de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique - Google Patents

Unité et procédé de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique

Info

Publication number
EP3017407A1
EP3017407A1 EP14749905.7A EP14749905A EP3017407A1 EP 3017407 A1 EP3017407 A1 EP 3017407A1 EP 14749905 A EP14749905 A EP 14749905A EP 3017407 A1 EP3017407 A1 EP 3017407A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
production
consumption
unit
estimated
instantaneous
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14749905.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrice MORENO
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.)
M Et R Energies
Original Assignee
M Et R Energies
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
Application filed by M Et R Energies filed Critical M Et R Energies
Publication of EP3017407A1 publication Critical patent/EP3017407A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/80—Management or planning

Definitions

  • the present invention relates to a unit and a method of energy regulation of a system for producing and consuming electricity as well as such a system.
  • Smart production and / or electricity consumption systems are developing every year. They are also known by the Anglo-Saxon name “smart grid”. Electricity can not be stored easily, quickly and economically. Also, there is a growing development of systems seeking, by way of non-limiting example, to adjust in real time the production and distribution of electricity, including the prioritization of consumption needs and their emergencies. Such systems use digital and / or computer technologies. They make it possible to aggregate and control the production and consumption of electricity of a particular site, in order to improve and optimize their energy efficiency.
  • digital devices receive information from various sensors measuring productions or instantaneous power consumption.
  • One or more human operators assisted by digitally generated production and / or consumption calculations by said apparatuses, adjust the production or consumption to adapt them to each other.
  • digital devices can detect faults on a site.
  • renewable energy plants for example, advantageously but not limited to, a photovoltaic power station or a wind power plant, can be improved: in fact, the electricity production of such plants can be improved. vary in a random and unpredictable way.
  • one or more human operators present on a site, are or remain responsible for the management between production and consumption of electricity.
  • the management of such plants is not automated despite the use of digital technologies.
  • Digital technologies are only used to help decision-making by human operators. They do not discharge them from the monitoring and regulation of the production and consumption system as such.
  • the document WO-A-2013/026673 relates to the regulation of an industrial installation on the basis of the consumption of electrical energy.
  • other parameters for example in connection with an energy supplier or in connection with the installation itself, make it possible to adapt the electricity production of the installation to the consumption. of electrical energy.
  • document EP-A-2 562 901 describes a method of managing the generation of electricity from at least two power generation units according to meteorological conditions.
  • the method according to this document comprises steps of:
  • ⁇ provide weather forecast data for production units
  • ⁇ generating, for each unit of energy, a plurality of scenarios indicative of future energy production according to the weather forecast data
  • ⁇ identify multiple scenarios with a specific scenario for each unit and a single combined scenario for controlling the at least two units simultaneously.
  • the regulation means implement priority rules for soliciting sources of production. These rules are based only on instantaneous production and consumption. As a result, such control units according to the state of the art can not automatically anticipate any production deficit or excess consumption of the regulated system, or even automatically control a surplus of production for later consumption.
  • the present invention aims at designing a unit and a method for regulating the production and consumption of a system for producing and consuming electricity, which anticipates the productions and consumptions of electricity and pilot said system automatically, minimizing the interventions of human operators to maintain said system.
  • the invention provides an energy regulation unit of a system for producing and consuming electricity, said system comprising:
  • an electricity production plant comprising two separate production units, said plant supplying said consumption unit with electrical energy,
  • the regulation unit comprises:
  • vs. treatment means for: i. calculating the averages of instantaneous productions and / or consumption measured by given time period to obtain instantaneous average productions and / or instantaneous average consumption per given time period;
  • the function implemented by the means for controlling the means for regulating comprises parameters including estimated production and / or consumption values for the current given period of time.
  • a control unit in accordance with the invention makes it possible to control the production and consumption of a system based on previously estimated data and instantaneous measurements, thereby ensuring a more stable regulation of the system and clearing one or more human operators of the system. responsibility for ad hoc management of electricity production and consumption in the system. Similarly, it is possible to anticipate any production deficit or excess consumption. As a non-limitative example, if a meteorological deficit is anticipated, in particular because of insufficient sunshine or a lack of wind, then the regulating unit can decide, by adjusting the estimated values, to solicit more energy. other sources of production than the renewable energy source.
  • control unit may comprise communication means for cooperating with the means for measuring the instantaneous productions and / or consumption of electrical energy of the system.
  • control unit may comprise communication means for cooperating with a human-machine interface. , the control unit triggering the transmission of an alert - via said communication means - to said interface as soon as the accumulation of one or more deviations calculated respectively over one or more consecutive time periods is greater in absolute value at a predetermined threshold.
  • control unit can simultaneously control several production systems and power consumption, the control unit comprising a control subunit for each controlled system, said subunit being provided with its own means for storing, decoding, calculating and controlling the means for controlling the associated system.
  • the invention relates to a system for producing and consuming electrical energy comprising:
  • an electric power consumption unit an electric power production unit comprising two separate production units, said central unit supplying said consumption unit with electrical energy,
  • the means for controlling are controlled by the control means of a control unit according to the invention.
  • said production units can be respectively a generator and an electricity storage unit operating alternately as a production unit and a consumption unit.
  • the power generation plant may comprise a renewable energy unit of the photovoltaic, wind, geothermal, hydraulic, cold fusion reactor or equivalent type and a connection to an external power grid.
  • the invention relates to a regulation method implemented by an energy regulation unit according to the invention, the method comprising the following steps:
  • the regulation method - when the regulation unit comprises communication means for cooperating with a human-machine interface - may comprise a step for issuing an alert via the human-machine interface, as soon as the accumulation of one or more deviations calculated respectively over one or more consecutive periods of time is greater than a predetermined threshold.
  • such a method may include a step for issuing an alert via the human-machine interface, as soon as a difference calculated between an instantaneous consumption and / or production value and a corresponding value estimated for a given time period exceeds in absolute value a predetermined threshold.
  • the invention finally relates to a computer program for recording and implemented respectively by means for storing and processing means of such a control unit, the program comprising one or more program instructions which when they are interpreted or executed by the processing means triggers the implementation of such a control method.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an energy regulation unit of a production and consumption system according to the present invention, said system being controlled by said unit,
  • FIG. 2 shows load diagrams for the production and consumption of electricity of a production and power consumption system, respectively, for a whole day, said diagrams delivering data that can be stored and decoded in the control unit according to FIG. present invention.
  • Figure 1 schematically illustrates the operation of an energy control unit of a production and power consumption system, said unit 1 being in accordance with the present invention.
  • a regulator unit 1 controls and regulates at least one system for producing and consuming electricity.
  • a system for generating and consuming electricity comprises an electric power generation plant, itself comprising a plurality of production units PI, P2, P3a to P3c, P4 and one or more consumption units C1 and C2.
  • a system for producing and consuming electrical energy comprises a first power generation unit PI, advantageously forming the main production unit and which can be, by way of non-limiting example, a Generator.
  • a system also comprises a second production unit P2, which can be a storage group of electrical energy in any form.
  • the term "generator" refers to any installation or apparatus of large or small size that can supply electricity.
  • the production unit PI may comprise one or more generators of different types, ranging from the thermal power station to the portable power generator, depending on the production system and consumption considered.
  • the production unit P2 may comprise one or more electricity storage groups, advantageously but not exclusively in the form of one or more batteries or accumulators having possibly separate charge.
  • Such storage groups can be considered as a unit of production when they restore their stored energy but also as a consumption unit when they are in charge, that is to say when they are fed by other production units.
  • Other power generation units can be operated. It may be renewable energy plants referenced P3a, P3b and P3, or even a connection or a connection to an external electrical network P4. Such units can act individually or in combination for the electrical production of the system.
  • a renewable energy plant may be a photovoltaic plant, a wind turbine, a geothermal or hydraulic power plant, a cold fusion reactor or technical equivalents.
  • an order of priority can be defined and implemented by regulation means of the system, for soliciting said units PI, P2, P3a, P3b and P3c and the connection to the network P4. It is possible to favor the use of the production unit PI, formed by the generators, said renewable energy unit P3a, P3b and P3c with respect to the storage unit P4, the connection to a network P4 being advantageously the least priority modes of electricity production.
  • the production and consumption system comprises means for measuring the instantaneous electrical energy production delivered respectively by said two production units P1, P2, P3a, P3b, P3c and P4. It further comprises means for measuring the instantaneous electric power consumption of said consumption unit C1 and C2.
  • the consumer unit (s) C1 and C2 depend on the system concerned.
  • such consumption units C1 and C2 may be dwellings, factories, workplaces, etc.
  • the means for regulating the respective productions of the production units P1, P2, P3a, P3b, P3c and P4 according to the electrical energy consumed by said consumption unit C1 and C2 are automatically controlled by a control unit 1. Said control unit 1 will be more fully described later.
  • the measuring means may be sensors or / and electric meters. Such measuring means can be used for calculating measured values of production and / or consumption values, and then for calculating the estimated values as a function, in particular, of the measured values Vms, the latter being advantageously averaged and corrected for elapsed periods.
  • Such means of collecting parameters and / or storing parameter histories can be provided, said means not being directly related to production and / or consumption parameters.
  • Such measuring and / or storage means may relate to external parameters D, such as, for example, meteorological parameters which can influence the production and the electrical consumption.
  • the parameters D may relate to the supply by a connection to an external electricity network or conversely the supply of electricity to this network.
  • the system controlled by the control unit 1, can thus participate in the stability of the distribution grid, by consuming or injecting electricity, active or reactive power into the network.
  • the measured or estimated values can advantageously take into account forecasts of hours of high consumption, for which the network will not be preferentially used.
  • the technical parameters considered of the distribution and transport network may be the availability, the variation of electrical voltage in the network, the variation of frequencies.
  • the technical parameters considered may be irradiation, outside temperature, wind speed, the number of hours of sunshine or windy duration, the aging of the plant, the inverters of this plant.
  • the measured values of production and / or consumption values and the data D indirectly affecting production and / or consumption are transmitted by the system measuring means to the unit of measurement.
  • regulation 1 to be stored and used to calculate respective estimated values.
  • a regulation unit 1 collects, decodes or even memorizes, and processes the measured values Vmes and the data D which are transmitted to it in particular by the measurement means.
  • the measurements of the parameters of the electricity production units, the consumption lines or the parameters related to the environment can be collected and processed by the control unit 1, said unit advantageously comprising communication means for cooperating with each other. with the means for measuring the instantaneous production and / or consumption of electrical energy of the regulated system.
  • the regulation unit 1 Via the measurement means communicating by means of a wired or non-contact network, the regulation unit 1 is "connected" to the different electrical production units. Depending on the nature of the sources, different parameters are measured. The nature of these parameters as well as the frequency of the measurements depend directly on the type of the production unit.
  • the technical parameters considered of the system may be the electrical voltage, the electrical intensity, the active, reactive or apparent power, the frequency.
  • such a group may contain several batteries of different types with, for example, different capacities and voltages
  • the technical parameters considered of such a group can be, advantageously but not limitatively, the cycle of charges and discharges, the unloading threshold, the temperature, the level of charge, the aging.
  • a generator such a generator may contain one or more generators mainly oil or diesel generators, the technical parameters considered of such a group may be the availability of each generator and the remaining level of fuel and diesel in the generator.
  • the control unit 1 can thus be "connected" to local weather forecast sources, recording or storing local past and instantaneous weather data to compare and correct the estimated values of each production and / or consumption unit for finally anticipate the production and power consumption levels of the following days.
  • control unit 1 implements one or more modes of communication with the various elements of the system, for example by sets of requests and responses, or in response to the reception of unsolicited events with the system. system or from non-system D data sources, such as weather forecasts or meteorological
  • processing means for example a microcontroller, of the control unit 1 can verify that the value is not aberrant. For this, the value is compared with previous measurements if they have been saved. If the value is too far from the median value, it can be discarded from any processing and identified in the database as an outlier.
  • the processing means can calculate the trend of the value or data. The purpose of this calculation is to identify changes in value and to compare it with different thresholds.
  • the calculation can be a weighted trend. In this case, the averaged value is weighted or approximated to another variable.
  • the weighted calculation makes it possible to refine the control and to compare the values of a parameter strongly dependent on its environment. Solar yields can thus be compared by comparing the generated power of solar radiation.
  • the energy control unit 1 of such a production and power consumption system may comprise means for storing a plurality of estimated average production values and / or average power consumption for each PI production unit, P2, P3a, P3b, P3c and P4 and / or said at least one consumption unit Cl, C2 respectively for a plurality of given time periods.
  • the estimated average production and / or consumption values can be established, in particular as a function of the values measured by the sensors for periods elapsed, these measured values Vmes forming a history of production and / or consumption.
  • Data D affecting production and / or consumption can also be taken into consideration.
  • the data D can be technical parameters, costs, real-time meteorological data, weather data histories, hardware maintenance forecasts or failure probabilities involving the deactivation of data. one or more production or consumption units, building insulation data, average specific consumption conditions for each dwelling unit, estimates of electrical losses, the prediction of the number and power of one or more units of production or consumption estimated to be in use at a given moment, etc.
  • Vmes and D data may therefore have been or be measured by the system or outside the system, as for example, in the case of production or consumption histories, or simply estimated, as for example, in the case of weather forecasts or forecasts of failure or operation of one or more production units and / or consumption. If the values can be directly related to production and / or consumption, the D data only indirectly influence production or consumption. Alternatively, weather forecasts can be statistically developed from historical weather records over several years.
  • the device can have values of models for estimating the production of energy. This estimate takes into account current meteorological parameters, but also fine meteorological estimates of one or two days.
  • estimated values may take into account the aging and loss of efficiency of one or more production units. Said values can also relate to the durations and the unavailability frequencies for the purpose of preventive, recurrent or curative maintenance of one or more production or consumption units.
  • the regulation unit 1 of the system can anticipate failures and breaks in energy supply.
  • the control unit 1 can determine the frequency of maintenance and / or replacement of equipment. It can also be taken into account in the development of theoretical production curves.
  • the control unit can then generate an alert for one or more human operators via a suitable human-machine interface, such as that which will be described later.
  • Some estimated or measured data may relate to electricity costs, in order to allow the system's control unit 1 to take into account the costs for optimizing the interventions on the system.
  • the control unit 1 of the system can thus collect or even decode, and record a complete or partial history of the global measured consumption or consumption measured by consumption lines.
  • a forecast can be established which, based on the collected or theoretical databases, determines estimates of energy consumption needs.
  • Cyclic consumption rules or rules according to external parameters can be identified, refined and applied, for example cycles, outside temperatures, wind strength, sunshine etc.
  • the regulation unit 1 also comprises means for decoding the instantaneous electrical outputs and / or power consumption measured by the measuring means and storage means for recording estimated or theoretical consumption and / or production data.
  • the regulation unit 1 also comprises processing means for calculating averages of the productions and / or instantaneous consumptions measured by given time period to produce instantaneous average productions and / or an instantaneous average consumption per given time period.
  • the processing means can furthermore calculate and record within the means for memorizing, a difference between each instantaneous average production thus calculated and each estimated production value for the same given time period, if and only if such an estimated production value exists. .
  • the processing means can thus calculate and record, in the means for memorizing, the difference between the calculated average instantaneous consumption and the estimated consumption value for the same given time period, if and only if such estimated consumption exists.
  • the processing means can develop and revise an estimated and previously recorded production and / or consumption value for one or more given time periods. futures according to a relationship having as parameters said estimated value and one or more deviations calculated respectively for one or more elapsed given time periods.
  • the control unit 1 may also comprise means for controlling the means for regulating the system according to a function whose parameters include the estimated production and / or consumption values for the time period. current data. Said means for controlling the means for controlling may advantageously consist of the processing means of a control unit according to the invention.
  • said means for driving can cooperate with said processing means and benefit from data, such as deviations or an update of estimated data, for example, produced by said processing means.
  • the means for regulating thus solicit the production sources according to a pre-established priority, no longer simply in response to the exploitation of the production and / or consumption values measured instantaneously, but also using said estimated production and / or consumption values. possibly revised.
  • an estimated production and / or consumption value for one or more future given time periods may be revised, that is, increased or decreased depending on the direction of the deviation or deviations, and depending on the magnitude of the deviation or deviations.
  • the processing means of the control unit advantageously implement a computer program recorded in memory means cooperating with the processing means, the program comprising one or more program instructions which, when interpreted or executed by the control unit 1, in particular by its processing means, cause the implementation of the control method.
  • control unit 1 can be integrated into the production and power consumption system.
  • control unit 1 may be located at a distance from the system, communicating with it by suitable communication means, by wired connection of the Internet type, by satellite link or by radio channels, GSM, carrier currents or the like.
  • the unit and the control method allow a control of the production and consumption of the system according to previously estimated measurements.
  • a unit and such a process greatly reduce the solicitation and / or intervention of human personnel.
  • a method according to the invention can trigger the issuance of an alert to one or more operators for human verification of estimated values. updated or revised.
  • Such a control unit 1 may thus comprise communication means for cooperating with a human-machine interface, said communication means cooperating further with the processing means of the unit 1, the latter triggering the emission of an alert via said communication means to said interface.
  • a first warning can be triggered by the processing means of the control unit as soon as the accumulation of one or more deviations, said deviations being determined by said processing means, between an instantaneous average consumption and an estimated consumption value for the same time period given respectively over one or more consecutive time periods, is greater in absolute value than a predetermined threshold.
  • an alert can be triggered as soon as the accumulation of one or more deviations, always determined by said processing means, between an instantaneous average production and a corresponding estimated production value for the same given time period respectively on one or more consecutive time periods is greater in absolute value than a predetermined threshold.
  • the processing means may consider that a calculated difference between an average measurement and an estimated datum over a given period belonging to a predetermined interval around 0 is zero. Such a gap can be ignored and does not necessarily lead to revision. If necessary, a revision implemented by the processing means of the regulating unit 1 may take into account several deviations calculated over several past periods of time, the number of these periods being advantageously greater than or equal to 3, these periods elapsed periods which may be preferably directly consecutive.
  • a discounting of estimated values can be implemented to incorporate new measured values Vmes to old measured values at already passed time periods and part of the production and / or consumption history.
  • a control unit can memorize an estimated difference between each instantaneous average production or consumption thus calculated and each estimated production or consumption value for the same given time period.
  • Such a memorization can concern the difference between, on the one hand, the difference of each instantaneous average production minus the instantaneous average consumption and, on the other hand, the difference of each average production measured minus the measured average consumption.
  • the control unit can thus compare values resulting from the difference between instantaneous production and consumption and values resulting from the difference between production and consumption measured and / or estimated.
  • Two preferred embodiments make it possible to understand the storage of the elapsed measurements.
  • the processing means of the control unit control the storage or the recording of the measurements that have passed through the storage means of said control unit.
  • control unit such as for example the unit 1
  • Figure 2 shows load diagrams for estimated DP production and estimated DC consumption, respectively, over a full day.
  • the diagrams concern at least two electrical production units, these production units being advantageously a photovoltaic power plant associated with an auxiliary storage unit.
  • This Figure 2 illustrates a non-limiting example of the implementation of the present invention.
  • the DP production diagram of the photovoltaic power plant shows a production of electricity lower than the consumption, the consumption load diagram being greater than the production diagram.
  • the Z3 production deficit zones of the photovoltaic plant are offset by the production of the storage unit and / or by secondary generators called diesel or equivalent.
  • the load diagram of the DP production is higher than the load diagram of the DC consumption.
  • This surplus production can be used to recharge a storage unit in the ZI zone. If there is enough electricity production, it can be considered a sale of electricity to the external network, which corresponds to the zone Z3.
  • the processing means of the control unit can, using estimated data reflecting the expected load plan, anticipate the amount of electricity that can be stored during a future time period.
  • a control unit according to the invention can simultaneously control several production systems and / or power consumption.
  • the regulation unit 1 comprises a control sub-unit for each controlled system, said sub-unit being provided with its own means for memorizing, decoding, calculating and controlling the means for controlling the associated system.
  • the control unit 1 may comprise either several sets of storage means, a storage means being provided by system, or a partitioning of its storage means to record data specific to several production systems.
  • these processing means can be arranged to control different control means belonging to different systems.
  • the invention also relates to a control method implemented by such an energy regulating unit 1 comprising a step of storing a plurality of estimated average production and / or electrical consumption values respectively for each production unit and / or of said system consumption unit, respectively for a plurality of given time periods.
  • Such a regulation method comprises a step of collecting or even decoding the electrical productions and / or the instantaneous power consumption measured by the measurement means of the system.
  • the decoding is preceded by a storage of a plurality of estimated average production values and / or electrical consumption respectively of each production unit and / or of said consumption unit, respectively for a plurality of given time periods.
  • the method comprises the following steps:
  • the invention provides that can be estimated production and / or consumption.
  • the processing means can thus replace, in the storage means of the control unit, estimated data for controlling the means for regulating the system by instantaneous average values measured by periods of time.
  • Such calculation steps are followed by a step of developing and revising an estimated production value and / or consumption value previously recorded for one or more future given time periods, according to a relationship having as parameters said estimated value and one or more deviations calculated respectively for one or more elapsed time periods.
  • Such a relationship may, for example, consist in calculating, for the ith future time period t + i, a revision value dt + i) of an estimated datum d (t + i) such ⁇ e d (t - j)
  • the method implemented by the processing means of a control unit according to the invention may comprise a step of controlling the means for regulating the system according to a function whose parameters include the estimated production and / or consumption values for the current given time period.
  • the time periods of measurement can be between one and sixty minutes, the actualization taking effect at a first date after one to two days at the given period or the most recent period data.
  • Revised estimated production values are then produced by the processing means of the control unit so that said revised estimated production values include an increase in the electricity generation associated or not with values of Revised estimated consumption, including at least partial load shedding of electricity consumption, so that the production pattern is at least greater than or equal to the consumption pattern at that time.
  • the increase in production controlled by the means for regulating under the set point or the control of the processing means of the regulation unit, is carried out by the storage unit, although this unit can not compensate for a production deficit. for a long time.
  • the increase in production can be achieved by increasing the output of the generating unit, the connection to the grid or the call to other renewable energy plants unaffected by weather conditions.
  • the method according to the invention may comprise a step for triggering and transmitting one or more alerts and providing for several levels of urgency with regard to the corrective action: maintenance of equipment or "forced" revision, that is to say new determination of production and / or consumption estimates for future periods.
  • a first-level emergency alert can be triggered by the processing means of a control unit and issued as soon as possible. that the accumulation of one or more deviations, calculated respectively over one or more consecutive periods of time, said differences being calculated for each instantaneous average production and each estimated production value for the same given period of time and / or for each instantaneous average consumption and each estimated consumption value for the same given time period is greater than a predetermined threshold.
  • a value of this threshold can be determined for example at one-tenth of the average value of the estimated data concerned over a given number of periods.
  • a gradation of divergence thresholds can also be used to trigger careful monitoring of the evolution of the regulation, to control the efficiency of certain equipment, or even, as indicated above, to trigger an operation to update or revise forecasts and therefore estimated data injected. in the means for storing the control unit for future time periods.
  • a difference or difference between the estimated and instantaneous measured values of production and / or consumption respectively. whose value exceeds a second predetermined threshold, can be calculated.
  • said second threshold may be determined so that if the measured value is 30% lower than the estimated value, said second threshold is reached.
  • the control method may then comprise a step for issuing a second level emergency alert, informing the maintenance or supervisory personnel of the system, of a possible degradation of equipment and requiring at least a control of the equipment. 'installation.
  • a sudden variation in measured values of production and / or consumption greater than a predetermined amplitude can occur, at a given time period, the estimated production and / or consumption values for said given time period. not anticipating such a sudden variation.
  • a method implemented by a control unit according to the invention may comprise a step for issuing an alert, informing a supervisory operator of an unanticipated variation in production and / or consumption.
  • Such a phenomenon may correspond to an unexpected and sudden failure of a production unit with a sharp drop in electricity production, the said decline being unable to be offset by the implementation of the production units usually available, such as an energy provided by the storage unit. This may be the case when, for example, a connection to an external power grid is desired but made impossible.
  • such a regulation process may include a step to take into account, in the estimated production and / or consumption values, the aging of the production units and / or the unit or units of consumption and their durations and frequencies of unavailability for their preventive, recurrent or curative maintenance.
  • a connection to an external power supply network is possible.
  • the theoretical consumption and / or production curves can be updated by integrating at least partial load shedding of electricity consumption.
  • a control method according to the invention may include an external sales operation of electricity.
  • the external sale of electricity can advantageously be controlled by the control unit according to the variable selling prices of the electricity, the electricity being stored as long as a selling price threshold judged to be too low is not exceeded.
  • Such sales prices can be advantageously contained in the measured or estimated values transmitted to the control unit according to the invention, the electricity being stored only if a selling price threshold is not exceeded.

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Abstract

La présente invention concerne une unité et un procédé de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique ainsi qu'un tel système. L'unité de régulation (1) comprend des moyens pour mémoriser une pluralité de valeurs de production et/ou de consommation moyennes estimées, des moyens pour décoder les productions et/ou la consommation instantanées ainsi mesurées, des moyens de traitement pour calculer les moyennes des productions et/ou de la consommation instantanées mesurées par période temporelle donnée, calculer et enregistrer l'écart entre respectivement chaque production ou la consommation moyenne instantanée ainsi calculée et chaque valeur de production ou de consommation estimée, élaborer et réviser une valeur de production et/ou de consommation estimée et préalablement enregistrée ainsi que des moyens pour piloter les moyens pour réguler du système selon une fonction dont les paramètres comportent les valeurs de production et/ou de consommation estimées pour la période temporelle donnée courante.

Description

Unité et procédé de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique
La présente invention concerne une unité et un procédé de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique de même qu'un tel système.
Des systèmes de production et/ou de consommation d'électricité dits intelligents se développent chaque année. Ils sont également connus sous l'appellation anglo- saxonne « smart grid ». L'électricité ne peut être stockée de manière facile, rapide et économique. Aussi, on assiste à un développement croissant de systèmes cherchant, à titre d'exemple non limitatif, à ajuster en temps réel la production et la distribution de l'électricité, notamment par la hiérarchisation des besoins de consommation et leurs urgences. De tels systèmes utilisent des technologies numériques et/ou informatiques. Ils permettent d'agréger et de piloter la production et la consommation d'électricité d'un site particulier, afin d'en améliorer et d'en optimiser l'efficacité énergétique.
Dans de tels systèmes de production et/ou de consommation d'électricité, des appareils numériques reçoivent des informations de divers capteurs mesurant des productions ou des consommations électriques instantanées. Un ou plusieurs opérateurs humains, aidés par des calculs de production et/ou de consommation réalisés numériquement par lesdits appareils, ajustent la production ou la consommation pour les adapter l'une à l'autre. En outre, de tels appareils numériques peuvent permettre de détecter des pannes sur un site.
Il est également possible de piloter la production de plusieurs unités de production d'électricité, telles que, à titre d'exemples non limitatifs, le réseau électrique extérieur au site, un ou plusieurs groupes électrogènes, des batteries ou accumulateurs présents sur ledit site et des centrales d'énergie renouvelable. Pour cela, la gestion de la production de centrales d'énergie renouvelable, comme par exemple, de manière avantageuse mais non limitative, une centrale photovoltaïque ou une centrale éolienne, peut être améliorée : en effet, la production d'électricité de telles centrales peut varier de façon aléatoire et peu prévisible .
Dans tous ces cas, un ou plusieurs opérateurs humains, présents sur un site, sont ou demeurent responsables de la gestion entre production et consommation d'électricité. De ce fait, la gestion de telles centrales n'est pas automatisée malgré l'emploi de technologies numériques. Les technologies numériques servent uniquement d'aide à la prise de décision d'opérateurs humains. Elles ne les déchargent pas du suivi et de la régulation du système de production et de consommation électrique en tant que tels.
Le document WO-A-2013/026673 concerne la régulation d'une installation industrielle sur la base de la consommation d'énergie électrique. Outre la consommation d'énergie électrique, d'autres paramètres, par exemple en lien avec un fournisseur d'énergie ou en lien avec l'installation elle-même, permettent d'adapter la production d'électricité de l'installation à la consommation d'énergie électrique.
Selon ce document, plusieurs unités de production d'énergie sont exploitées pour éviter les surcharges du réseau par augmentation de la quantité d'électricité mise à disposition. Ce document ne décrit cependant pas un pilotage automatique de l'installation. Tout au plus, la production est adaptée à la consommation réelle.
Dans le cadre d'énergies renouvelables, par exemple, le document EP-A-2 562 901 décrit un procédé de gestion de la production d'électricité d'au moins deux unités de production électrique selon des conditions météorologiques. Le procédé selon ce document comporte des étapes consistant à :
■ fournir des données de prévision météorologique pour les unités de production ;
■ générer, pour chaque unité de production d'énergie, une pluralité de scénarios indicatifs de la production d'énergie future selon des données de prévision météorologiques ;
■ identifier plusieurs scénarios avec un scénario spécifique pour chaque unité et un scénario unique combiné pour le pilotage desdites au moins deux unités simultanément.
Ce document ne concerne que le pilotage d'unités d'énergies renouvelables. Il ne concerne pas un pilotage d'un système complet de production et de consommation d'énergie électrique.
Selon l'état de la technique précédemment décrit, les moyens de régulation mettent en œuvre des règles de priorités pour solliciter des sources de production. Lesdites règles ne se fondent que sur les productions et consommations instantanées. De ce fait, de telles unités de régulation selon l'état de la technique ne peuvent anticiper automatiquement un quelconque déficit de production ou un excès de consommation du système régulé, voire même commander automatiquement un surplus de production en vue d'une consommation ultérieure. La présente invention vise à concevoir une unité et un procédé de régulation de la production et de la consommation d'un système de production et de consommation d'électricité, qui anticipe les productions et consommations d'électricité et pilote ledit système automatiquement, en minimisant les interventions d'opérateurs humains pour maintenir ledit système. A cet effet, l'invention prévoit une unité de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique, ledit système comportant :
- une unité de consommation d'énergie électrique,
une centrale de production d'énergie électrique comportant deux unités de production distinctes, ladite centrale alimentant en énergie électrique ladite unité de consommation,
des moyens de mesure des productions en énergie électrique instantanée délivrées respectivement par lesdites unités de production ;
- des moyens de mesure de la consommation en énergie électrique instantanée de ladite unité de consommation ;
- des moyens pour réguler les productions respectives des unités de production selon l'énergie électrique consommée par ladite unité de consommation ;
des moyens pour piloter les moyens pour réguler du système selon une fonction prédéterminée.
Afin de minimiser l'intervention d'opérateurs humains, l'unité de régulation selon l'invention comporte :
a. des moyens pour mémoriser une pluralité de valeurs de production et/ou de consommation électrique moyennes estimées respectivement de chaque unité de production et/ou de ladite au moins une unité de consommation, respectivement pour une pluralité de périodes temporelles données ;
b. des moyens pour décoder les productions électriques et/ou la consommation électrique instantanées mesurées par les moyens de mesure ;
c. des moyens de traitement pour : i. calculer les moyennes des productions et/ou de la consommation instantanées mesurées par période temporelle donnée pour obtenir des productions moyennes instantanées et/ou une consommation moyenne instantanée par période temporelle donnée ;
ii. calculer et enregistrer dans les moyens pour mémoriser l'écart entre chaque production moyenne instantanée ainsi calculée et chaque valeur de production estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle valeur de production estimée existe ;
iii. calculer et enregistrer dans les moyens pour mémoriser l'écart entre la consommation moyenne instantanée ainsi calculée et la valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle consommation estimée existe ;
iv. élaborer et réviser une valeur de production et/ou de consommation estimée et préalablement enregistrée pour une ou plusieurs périodes temporelles données futures selon une relation ayant pour paramètres ladite valeur estimée et un ou plusieurs écarts calculés respectivement pour une ou plusieurs périodes temporelles données écoulées .
En outre, la fonction mise en œuvre par les moyens pour piloter les moyens pour réguler comporte des paramètres incluant des valeurs de production et/ou de consommation estimées pour la période temporelle donnée courante.
Une unité de régulation conforme à l'invention permet un pilotage de la production et de la consommation d'un système en fonction de données préalablement estimées et de mesures instantanées, assurant ainsi une régulation plus stable du système et dédouanant un ou plusieurs opérateurs humains de la responsabilité de la gestion au coup par coup de la production et de la consommation d'électricité dans le système. De même, il est possible d'anticiper tout déficit de production ou tout excès de consommation. A titre d'exemple non limitatif, si un déficit météorologique est anticipé, du fait notamment d'un ensoleillement insuffisant ou d'un manque de vent, alors l'unité de régulation peut décider, en ajustant les valeurs estimées, de solliciter davantage d'autres sources de production que la source à énergie renouvelable. De même, en variante ou en complément, si un intérêt économique à revendre de l'électricité est prévu dans un avenir proche, il est possible par exemple de stocker de l'électricité plus que nécessaire pour pouvoir la vendre ultérieurement au moment le plus favorable. De telles possibilités n'étaient pas offertes avec des unités de régulation selon l'état de la technique qui sont purement réactives et sans capacité d' anticipation.
Pour collecter les mesures, l'unité de régulation peut comporter des moyens de communication pour coopérer avec les moyens de mesure des productions et/ou de consommation en énergie électrique instantanées du système.
Pour permettre l'avertissement du processus de régulation, notamment de possibles défaillances, d'un ou plusieurs opérateurs humains dans certaines situations, l'unité de régulation conforme à l'invention peut comporter des moyens de communication pour coopérer avec une interface homme-machine, l'unité de régulation déclenchant l'émission d'une alerte - via lesdits moyens de communication - à destination de ladite interface dès que le cumul d'un ou plusieurs écarts calculés respectivement sur une ou plusieurs périodes temporelles consécutives est supérieur en valeur absolue à un seuil prédéterminé.
Pour diminuer le coût de la régulation et/ou la centraliser, l'unité de régulation selon l'invention peut piloter simultanément plusieurs systèmes de production et de consommation électrique, l'unité de régulation comportant une sous-unité de régulation pour chaque système piloté, ladite sous-unité étant munie de ses propres moyens pour mémoriser, décoder, calculer et piloter les moyens pour réguler du système associé.
Selon un deuxième objet, l'invention concerne un système de production et de consommation d'énergie électrique comportant :
- une unité de consommation d'énergie électrique, - une centrale de production d'énergie électrique comportant deux unités de production distinctes, ladite centrale alimentant en énergie électrique ladite unité de consommation,
- des moyens de mesure de la production en énergie électrique instantanée délivrée par lesdites unités de production ;
- des moyens de mesure de la consommation en énergie électrique instantanée de ladite unité de consommation ;
- des moyens pour réguler les productions respectives des unités de production selon l'énergie électrique consommée par ladite au moins une unité de consommation. Les moyens pour réguler sont pilotés par les moyens pour piloter d'une unité de régulation conforme à l'invention.
Avantageusement, lesdites unités de production peuvent être respectivement un groupe électrogène et une unité de stockage d'électricité fonctionnant alternativement comme unité de production et unité de consommation.
Afin de profiter d'une énergie à moindre coût, la centrale de production d'énergie électrique peut comporter une unité d'énergie renouvelable du type centrale photovoltaïque, éolienne, géothermique, hydraulique, à réacteur à fusion froide ou équivalent ainsi qu'un raccordement à un réseau électrique externe. Selon un troisième objet, l'invention concerne un procédé de régulation mis en œuvre par une unité de régulation énergétique conforme à l'invention, le procédé comportant les étapes suivantes:
a. mémorisation d'une pluralité de valeurs de production et/ou de consommation électrique moyennes estimées respectivement de chaque unité de production et/ou de ladite au moins une unité de consommation, respectivement pour une pluralité de périodes temporelles données ;
b. décodage des productions électriques et/ou de la consommation électrique instantanées mesurées par les moyens de mesure ;
cl. calcul des moyennes respectives des productions et/ou de la consommation instantanées mesurées par période temporelle donnée pour obtenir des productions moyennes instantanées et/ou une consommation moyenne instantanée par période temporelle donnée ;
c2. calcul et enregistrement de l'écart entre une production moyenne instantanée ainsi calculée et une valeur de production estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle valeur de production estimée existe ;
c3. calcul et enregistrement de l'écart entre la consommation moyenne instantanée calculée et la valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle valeur de consommation estimée existe ;
c4. élaboration et révision d'une valeur de production et/ou de consommation estimée et préalablement enregistrée pour une ou plusieurs périodes temporelles données futures selon une relation ayant pour paramètres ladite valeur estimée et un ou plusieurs écarts calculés respectivement pour une ou plusieurs périodes temporelles données écoulées ;
d. pilotage des moyens pour réguler du système selon une fonction dont les paramètres comportent les valeurs de production et/ou de consommation estimées pour la période temporelle donnée courante.
Afin d'avertir un ou plusieurs opérateurs humains sur le déroulement du processus de régulation, le procédé de régulation - lorsque l'unité de régulation comporte des moyens de communication pour coopérer avec une interface homme-machine - peut comporter une étape pour émettre une alerte via l'interface homme-machine, dès que le cumul d'un ou plusieurs écarts calculés respectivement sur une ou plusieurs périodes temporelles consécutives est supérieur à un seuil prédéterminé.
En variante ou en complément, pour notamment signaler à un ou des opérateurs humains un éventuel dysfonctionnement d'un équipement du site (production ou consommation) voire des données estimées trop éloignées des mesures collectées, un tel procédé peut comporter une étape pour émettre une alerte via l'interface homme- machine, dès qu'une différence calculée entre une valeur de consommation et/ou de production moyenne instantanée et une valeur correspondante estimée pour une période temporelle donnée excède en valeur absolue un seuil prédéterminé.
L'invention concerne enfin un programme d'ordinateur pour être enregistré et mis en œuvre respectivement par des moyens pour mémoriser et des moyens de traitement d'une telle unité de régulation, le programme comportant une ou plusieurs instructions de programme qui lorsqu'elles sont interprétées ou exécutées par les moyens de traitement déclenche la mise en œuvre d'un tel procédé de régulation. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique d'une unité de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique selon la présente invention, ledit système étant piloté par ladite unité,
- la figure 2 présente des diagrammes de charge respectivement de production et de consommation électrique d'un système de production et de consommation électrique, durant un jour entier, lesdits diagrammes délivrant des données pouvant être stockées et décodées dans l'unité de régulation selon la présente invention.
La figure 1 illustre schématiquement le fonctionnement d'une unité de régulation énergétique d'un système de production et de consommation électrique, ladite unité 1 étant conforme à la présente invention.
Une unité de régulation 1 pilote et régule au moins un système de production et de consommation d'électricité. Un tel système de production et de consommation d'électricité comporte une centrale de production d'énergie électrique, elle-même comportant une pluralité d'unités de production PI, P2, P3a à P3c, P4 et une ou plusieurs unités de consommation Cl et C2.
Selon un mode de réalisation préféré, un système de production et de consommation d'énergie électrique comporte une première unité de production d'électricité PI, formant avantageusement l'unité principale de production et pouvant être, à titre d'exemple non limitatif, un groupe électrogène. Un tel système comporte également une deuxième unité de production P2, pouvant être un groupe de stockage d'énergie électrique sous une quelconque forme. On définit par le terme « électrogène », toute installation ou appareil de grande ou petite taille pouvant fournir de 1 ' électricité .
De manière avantageuse mais non limitative, l'unité de production PI peut comprendre un ou plusieurs groupes électrogènes de différents types, allant de la centrale thermique au groupe électrogène portable, selon le système de production et consommation considéré.
A l'instar de l'unité de production PI, l'unité de production P2, peut comprendre un ou plusieurs groupes de stockage d'électricité, avantageusement mais non limitativement sous la forme d'une ou plusieurs batteries ou accumulateurs présentant des capacités de charge éventuellement distinctes.
De tels groupes de stockage peuvent être considérés comme unité de production quand ils restituent leur énergie stockée mais aussi comme unité de consommation quand ils sont en charge, c'est-à-dire lorsqu'ils sont alimentés par d'autres unités de production.
D'autres unités de production d'électricité peuvent être exploitées. Il peut s'agir de centrales d'énergies renouvelables référencées P3a, P3b et P3, voire même d'un raccordement ou une connexion à un réseau électrique extérieur P4. De telles unités peuvent agir individuellement ou en combinaison pour la production électrique du système.
A titre d'exemples non limitatifs, une centrale d'énergie renouvelable, peut être une centrale photovoltaïque, une éolienne, une centrale géothermique ou hydraulique, un réacteur à fusion froide ou des équivalents techniques .
Avantageusement, un ordre de priorité peut être défini et mis en œuvre par des moyens de régulation du système, pour solliciter lesdites unités PI, P2, P3a, P3b et P3c et le raccordement au réseau P4. Il est possible de privilégier l'utilisation de l'unité de production PI, formée par les groupes électrogènes, ladite unité d'énergie renouvelable P3a, P3b et P3c par rapport à l'unité de stockage P4, le raccordement à un réseau P4 étant avantageusement le moins prioritaire des modes de production d'électricité.
Le système de production et de consommation comporte des moyens de mesure des productions en énergie électrique instantanée délivrées respectivement par lesdites deux unités de production PI, P2, P3a, P3b, P3c et P4. Il comporte en outre des moyens de mesure de la consommation en énergie électrique instantanée de ladite unité de consommation Cl et C2.
La ou les unités de consommation Cl et C2 dépendent du système concerné. A titre d'exemples non limitatifs, de telles unités de consommation Cl et C2 peuvent être des habitations, des usines, des lieux de travail, etc.
Les moyens pour réguler les productions respectives des unités de production PI, P2, P3a, P3b, P3c et P4 selon l'énergie électrique consommée par ladite unité de consommation Cl et C2 sont pilotés automatiquement par une unité de régulation 1. Ladite unité de régulation 1 sera plus amplement décrite ultérieurement.
Les moyens de mesure peuvent être des capteurs ou/et des compteurs électriques. De tels moyens de mesure peuvent servir au calcul de valeurs mesurées Vmes de production et/ou de consommation, puis au calcul des valeurs estimées en fonction notamment des valeurs mesurées Vmes, ces dernières étant avantageusement moyennées et corrigées pour des périodes écoulées.
D'autres moyens de collecte de paramètres et/ou de mémorisation d'historiques de paramètres peuvent être prévus, lesdits moyens n'étant pas directement relatifs à des paramètres de production et/ou de consommation. De tels moyens de mesure et/ou de mémorisation peuvent être relatifs à des paramètres extérieurs D, comme par exemple, des paramètres météorologiques qui peuvent influer sur la production et la consommation électrique.
En variante, les paramètres D peuvent concerner l'approvisionnement par un raccordement à un réseau électrique externe ou inversement la fourniture d'électricité à ce réseau. Le système, piloté par l'unité de régulation 1, peut ainsi participer à la stabilité du réseau électrique de distribution, en consommant ou en injectant de l'électricité, de la puissance active ou réactive dans le réseau. Les valeurs mesurées ou estimées peuvent avantageusement tenir compte des prévisions d'heures de forte consommation, pour lesquelles le réseau ne sera pas préférentiellement utilisé.
Par exemple, de manière avantageuse mais non limitative, les paramètres techniques considérés du réseau de distribution et de transport peuvent être la disponibilité, la variation de tension électrique dans le réseau la variation de fréquences.
Lorsqu'une centrale d'énergie renouvelable est présente au sein du système de production et de consommation d'électricité, avantageusement mais non limitativement , les paramètres techniques considérés peuvent être l'irradiation, la température extérieure, la vitesse du vent, le nombre d'heures d'ensoleillement ou de durée venteuse, le vieillissement de ladite centrale, les onduleurs de cette centrale.
Par la suite, les valeurs mesurées Vmes de production et/ou de consommation et les données D influant indirectement sur la production et/ou la consommation sont transmises par les moyens de mesure du système à l'unité de régulation 1 pour être mises en mémoire et pour servir au calcul de valeurs estimées respectives.
Une unité de régulation 1 selon l'invention collecte, décode voire mémorise, et traite les valeurs mesurées Vmes et les données D qui lui sont transmises notamment par les moyens de mesure. Ainsi, les mesures de paramètres des unités de production d'électricité, les lignes de consommation ou encore les paramètres liés à l'environnement peuvent être collectées et traitées par l'unité de régulation 1, ladite unité comportant avantageusement des moyens de communication pour coopérer avec les moyens de mesure des productions et/ou de consommation en énergie électrique instantanées du système régulé .
Via les moyens de mesures communiquant au moyen d'un réseau filaire ou sans contact, l'unité de régulation 1 est « connectée » aux différentes unités de production électrique. En fonction de la nature des sources, différents paramètres sont mesurés. La nature de ces paramètres ainsi que la fréquence des mesures dépendent directement du type de l'unité de production.
De manière avantageuse mais non limitative, les paramètres techniques considérés du système peuvent être la tension électrique, l'intensité électrique, la puissance active, réactive ou apparente, la fréquence.
Dans le cas spécifique d'un groupe de stockage, un tel groupe pouvant contenir plusieurs batteries de différents types avec, par exemple, des capacités et des voltages différents, les paramètres techniques considérés d'un tel groupe peuvent être, avantageusement mais non limitativement , le cycle de charges et de décharges, le seuil de déchargement, la température, le niveau de charge, le vieillissement. Dans le cas spécifique d'un groupe électrogène, un tel groupe électrogène pouvant contenir un ou des générateurs principalement des générateurs au fioul ou gasoil, les paramètres techniques considérés d'un tel groupe peuvent être la disponibilité de chaque générateur et le niveau restant de fioul et du gasoil dans le générateur.
L'unité de régulation 1 peut ainsi être « connectée » à des sources de prévision météorologiques locales, enregistrant ou mémorisant des données météorologiques passés et instantanées locales afin de comparer, corriger les valeurs estimées de chaque unité de production et/ou de consommation, pour finalement anticiper les niveaux de production et de consommation électrique des jours suivants .
Dans tous les cas, l'unité de régulation 1 met en œuvre un ou plusieurs modes de communication avec les différents éléments du système, par exemple par jeux de requêtes et réponses ou encore, en réaction à la réception d'événements non sollicités avec le système ou émanant de sources de données D extérieures au système, notamment pour les prévisions ou les historiques météorologiques.
Dans le cas d'acquisition par jeux de requêtes et réponses, ce sont les moyens pour collecter ou décoder de l'unité de régulation qui émettent périodiquement une ou plusieurs requêtes aux différentes sources de données.
Avant tout traitement d'une nouvelle valeur Vmes ou d'une donnée D, des moyens de traitement, par exemple un microcontrôleur, de l'unité de régulation 1 peut vérifier que la valeur n'est pas aberrante. Pour cela, la valeur est rapprochée de précédentes mesures si celles-ci ont été enregistrées. Si la valeur est trop éloignée de la valeur médiane, elle peut être écartée de tout traitement et être identifiée dans la base comme valeur aberrante. Lors du stockage d'une nouvelle valeur Vmes ou d'une nouvelle donnée D, si celle-ci doit faire l'office d'un suivi particulier, les moyens de traitement peuvent calculer la tendance de la valeur ou donnée. Ce calcul a pour objectif d'identifier les évolutions de la valeur et de la comparer à différents seuils.
Le calcul peut être une tendance pondérée. Dans ce cas, la valeur moyennée est pondérée ou rapprochée d'une autre variable. Le calcul pondéré permet d'affiner le contrôle et de comparer les valeurs d'un paramètre fortement dépendant de son environnement. Des rendements solaires peuvent être ainsi comparés en rapprochant la puissance générée de la radiation solaire.
Selon la présente invention, l'unité de régulation 1 énergétique d'un tel système de production et de consommation électrique peut comporter des moyens pour mémoriser une pluralité de valeurs de production et/ou consommation électrique moyennes estimées respectivement de chaque unité de production PI, P2, P3a, P3b, P3c et P4 et/ou de ladite au moins une unité de consommation Cl, C2 respectivement pour une pluralité de périodes temporelles données .
Exception faite d'une première mise en service du système, pour lequel aucun historique relatif à des valeurs mesurées Vmes par les capteurs pour des périodes écoulées n'est à disposition, les valeurs de production et/ou de consommation moyennes estimées peuvent être établies, notamment en fonction des valeurs mesurées Vmes par les capteurs pour des périodes écoulées, ces valeurs mesurées Vmes formant un historique de production et/ou de consommation. Des données D influant sur la production et/ou la consommation peuvent être également prises en considération. De façon avantageuse mais non limitative, les données D peuvent être des paramètres techniques, des coûts, des données météorologiques en temps réel, des historiques de données météorologiques, des prévisions de maintenance du matériel ou des probabilités de panne impliquant la mise hors fonction d'une ou de plusieurs unités de production ou de consommation, des données d'isolation de bâtiment, des conditions de consommation moyenne spécifique à chaque logement, des estimations des pertes électriques, la prévision du nombre et de la puissance d'une ou de diverses unités de production ou de consommation estimées être en fonction à un instant donné, etc.
De telles valeurs Vmes et de données D peuvent en conséquence avoir été ou être mesurées par le système ou à l'extérieur du système, comme par exemple, dans le cas des historiques de production ou de consommation, ou simplement estimées, comme par exemple, dans le cas de prévisions météorologiques ou de prévisions de panne ou de fonctionnement d'une ou d'unités de production et/ou de consommation. Si les valeurs Vmes peuvent être directement reliées à la production et/ou la consommation, les données D n' influent qu' indirectement sur la production ou la consommation. En variante, les prévisions météorologiques peuvent être élaborées statistiquement à partir d'historiques météorologiques établis sur plusieurs années.
Ainsi, pour les sources d'énergie dépendant de paramètres météorologiques, le dispositif peut disposer de valeurs de modèles d'estimation de la production d'énergie. Cette estimation tient compte de paramètres météorologiques actuels, mais également d'estimations météorologiques fines, établies à un jour ou deux jours.
Pour les niveaux de production, des valeurs estimées peuvent tenir compte du vieillissement et de la perte d'efficacité d'une ou de plusieurs unités de production. Lesdites valeurs peuvent aussi être relatives aux durées et aux fréquences d' indisponibilité à des fins de maintenance préventive, récurrente ou curative d'une ou de plusieurs unités de production ou consommation.
Ainsi, selon lesdites valeurs estimées, l'unité de régulation 1 du système peut anticiper des pannes et des ruptures de fourniture d'énergie. En fonction des données collectées, telles que, par exemple des événements, des alarmes et des mesures diverses, voire de caractéristiques des équipements comme le temps moyen entre pannes, autrement appelé MTBF, des préconisations de constructeurs, l'unité de régulation 1 peut déterminer la périodicité d'interventions de maintenance et/ou de remplacement de matériel. On peut également en tenir compte dans l'élaboration de courbes théoriques de production. L'unité de régulation peut alors générer une alerte à destination d'un ou de plusieurs opérateurs humains via une interface homme-machine adaptée, telle que celle qui sera décrite ultérieurement .
Certaines données estimées ou mesurées peuvent concerner les coûts d'électricité, afin de permettre à l'unité de régulation 1 du système de tenir compte des coûts pour l'optimisation des interventions sur le système.
Pour la consommation, il peut être effectué une historisation des consommations. L'unité de régulation 1 du système peut ainsi collecter, voire décoder, et enregistrer un historique complet ou partiel de la consommation mesurée globale ou des consommations mesurées par lignes de consommation. Il peut être établi un prévisionnel qui, sur les bases de données recueillies ou théoriques, détermine des estimations de besoin en matière de consommation énergétique. Des règles de consommation cycliques ou des règles selon des paramètres extérieurs peuvent être identifiées, affinées et appliquées, par exemple des cycles, des températures extérieures, la force du vent, l'ensoleillement etc.
L'unité de régulation 1 comporte aussi des moyens pour décoder les productions électriques et/ou la consommation électrique instantanées mesurées par les moyens de mesure et des moyens de mémorisation pour enregistrer des données de consommation et/ou de production estimées ou théoriques.
L'unité de régulation 1 comporte aussi des moyens de traitement pour calculer des moyennes des productions et/ou des consommations instantanées mesurées par période temporelle donnée pour produire des productions moyennes instantanées et/ou une consommation moyenne instantanée par période temporelle donnée.
Les moyens de traitement peuvent en outre calculer et enregistrer au sein des moyens pour mémoriser, un écart entre chaque production moyenne instantanée ainsi calculée et chaque valeur de production estimée pour une même période temporelle donnée, si et seulement si une telle valeur de production estimée existe.
Les moyens de traitement peuvent ainsi calculer et enregistrer, dans les moyens pour mémoriser, l'écart entre la consommation instantanée moyenne calculée et la valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée, si et seulement si une telle consommation estimée existe.
En fonction d'un tel écart sur une période temporelle écoulée ou d'écarts sur plusieurs périodes temporelles écoulées, les moyens de traitement peuvent élaborer et réviser une valeur de production et/ou de consommation estimée et préalablement enregistrée pour une ou plusieurs périodes temporelles données futures selon une relation ayant pour paramètres ladite valeur estimée et un ou plusieurs écarts calculés respectivement pour une ou plusieurs périodes temporelles données écoulées. Pour doter le système de facultés d'anticipation, l'unité de régulation 1 peut également comporter des moyens pour piloter les moyens pour réguler du système selon une fonction dont les paramètres incluent les valeurs de production et/ou de consommation estimées pour la période temporelle donnée courante. Lesdits moyens pour piloter les moyens pour réguler peuvent avantageusement consister en les moyens de traitement d'une unité de régulation conforme à l'invention. En variante, lesdits moyens pour piloter peuvent coopérer avec lesdits moyens de traitement et bénéficier de données, tels que des écarts ou une actualisation de données estimées par exemple, produits par lesdits moyens de traitement. Les moyens pour réguler sollicitent ainsi les sources de production selon une priorité préétablie, non plus simplement en réaction à l'exploitation des valeurs de production et/ou de consommation mesurées instantanément, mais en exploitant également lesdites valeurs estimées de production et/ou de consommation éventuellement révisées.
D'une manière générale, une valeur de production et/ou de consommation estimée pour une ou plusieurs périodes temporelles données futures peut être révisée, c'est-à-dire augmentée ou diminuée selon le sens de l'écart ou des écarts et en fonction de la grandeur de l'écart ou des écarts.
Pour la mise en œuvre desdits moyens de l'unité de régulation 1 précédemment mentionnés, les moyens de traitement de l'unité de régulation mettent avantageusement en œuvre un programme d'ordinateur enregistré dans des moyens de mémorisation coopérant avec les moyens de traitement, le programme comportant une ou plusieurs instructions de programme qui, lorsqu'elles sont interprétées ou exécutées par l'unité de régulation 1, notamment par ses moyens de traitement, provoquent la mise en œuvre du procédé de régulation.
Comme montré dans la figure 1, l'unité de régulation 1 peut être intégrée au système de production et de consommation électrique. En alternative, l'unité de régulation 1 peut être située à distance du système, communiquant avec lui par des moyens de communication adaptés, par liaison filaire du type Internet, par liaison satellite ou par voies radio, GSM, courants porteurs ou équivalents.
Conformément à la présente invention, l'unité et le procédé de régulation permettent un pilotage de la production et de la consommation du système en fonction de mesures préalablement estimées. Ainsi, une telle unité et un tel procédé diminuent fortement la sollicitation et/ou l'intervention de personnels humains. Conjointement à l'actualisation ou à la révision de valeurs estimées de production et/ou de consommation, un procédé selon l'invention peut déclencher l'émission d'une alerte vers un ou des opérateurs en vue d'une vérification humaine de valeurs estimées réactualisées ou révisées.
Une telle unité de régulation 1 peut ainsi comporter des moyens de communication pour coopérer avec une interface homme-machine, lesdits moyens de communication coopérant en outre avec les moyens de traitement de l'unité 1, cette dernière déclenchant l'émission d'une alerte, par l'intermédiaire desdits moyens de communication, à destination de ladite interface.
Une première alerte peut être déclenchée par les moyens de traitement de l'unité de régulation dès que le cumul d'un ou plusieurs écarts, lesdits écarts étant déterminés par lesdits moyens de traitement, entre une consommation moyenne instantanée et une valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée respectivement sur une ou plusieurs périodes temporelles consécutives, est supérieur en valeur absolue à un seuil prédéterminé. De même, une alerte peut être déclenchée dès que le cumul d'un ou plusieurs écarts, toujours déterminés par lesdits moyens de traitement, entre une production moyenne instantanée et une valeur de production estimée correspondante pour une même période temporelle donnée respectivement sur une ou plusieurs périodes temporelles consécutives est supérieur en valeur absolue à un seuil prédéterminé. Ces deux alertes signalent que, malgré que l'unité de régulation tente de réviser des données estimées selon une relation intégrant des données réelles mesurées, l'écart entre estimations révisées et mesures croît inexorablement, attestant une divergence.
Pour diminuer le nombre de révisions, les moyens de traitement peuvent considérer qu'un écart calculé entre une mesure moyenne et une donnée estimée sur une période donnée appartenant à un intervalle prédéterminé autour de 0 est nul. Un tel écart peut donc être ignoré et n'entraîne pas nécessairement une révision. Le cas échéant, une révision mise en œuvre par les moyens de traitement de l'unité de régulation 1 peut tenir compte de plusieurs écarts calculés sur plusieurs périodes temporelles écoulées, le nombre de ces périodes pouvant être avantageusement supérieur ou égal à 3, ces périodes écoulées pouvant être préférentiellement directement consécutives.
Indépendamment d'une révision de valeurs estimées de production et/ou de consommation, quand un ou des écarts avec des valeurs mesurées Vmes respectives sont relevés par l'unité de régulation 1, une actualisation de valeurs estimées peut être mise en œuvre pour incorporer de nouvelles valeurs mesurées Vmes aux anciennes valeurs mesurées à des périodes temporelles déjà écoulées et faisant partie de l'historique de production et/ou de consommation .
Une unité de régulation selon l'invention peut mémoriser un écart évaluée entre chaque moyenne instantanée de production ou de consommation ainsi calculée et chaque valeur de production ou de consommation estimée pour une même période temporelle donnée. Une telle mémorisation peut concerner l'écart entre, d'une part, la différence de chaque production moyenne instantanée minorée de la consommation moyenne instantanée et d'autre part, la différence de chaque production moyenne mesurée minorée de la consommation moyenne mesurée.
L'unité de régulation peut ainsi comparer des valeurs résultant de la différence entre production et consommation instantanées et des valeurs résultant de la différence entre production et consommation mesurées et/ou estimées.
Deux modes de réalisations préférés permettent d'appréhender la mémorisation des mesures écoulées. Selon une première variante, les moyens de traitement de l'unité de régulation commandent la mémorisation ou 1 ' enreguistrement des mesures écoulées au sein des moyens de mémorisation de ladite unité de régulation. Dans une deuxième variante, il est possible de mémoriser dans lesdits moyens de mémorisation, uniquement les écarts entre estimations et mesures moyennées.
Ainsi une unité de régulation selon l'invention, telle qu'à titre d'exemple l'unité 1, peut être en apprentissage constant, y compris durant son fonctionnement ou exploitation .
Des valeurs mesurées aberrantes ou manquantes peuvent être repérées par les moyens de traitement de l'unité de régulation et peuvent être remplacées comme précédemment mentionné . La figure 2 expose des diagrammes de charge respectivement de production estimée DP et de consommation estimée DC au cours d'une journée entière. Les diagrammes concernent au moins deux unités de production électrique, ces unités de production étant avantageusement une centrale photovoltaïque associée avec une unité de stockage auxiliaire. Cette figure 2 illustre un exemple non limitatif de la mise en œuvre de la présente invention.
En période nocturne, c'est-à-dire en tout début et en toute fin de journée, le diagramme de production DP de la centrale photovoltaïque montre une production d'électricité inférieure à la consommation, le diagramme de charge de consommation étant supérieur au diagramme de production. Les zones Z3 de déficit de production de la centrale photovoltaïque sont compensées par la production de l'unité de stockage et/ou par des générateurs secondaires dit diesel ou équivalent.
En cours de journée, le diagramme de charge de la production DP est supérieur au diagramme de charge de la consommation DC . On peut profiter de ce surplus de production pour recharger une unité de stockage dans la zone ZI. S'il reste assez de production d'électricité, il peut être envisagé une vente d'électricité au réseau externe, ce qui correspond à la zone Z3. Les moyens de traitement de l'unité de régulation peuvent, à l'aide de données estimées reflétant le plan de charge attendu, anticiper la quantité d'électricité pouvant être stockée pendant une période temporelle future. Une unité de régulation conforme à l'invention peut piloter simultanément plusieurs systèmes de production et/ou de consommation électrique. Dans un tel cas, l'unité de régulation 1 comporte une sous-unité de régulation pour chaque système piloté, ladite sous-unité étant munie de ses propres moyens pour mémoriser, décoder, calculer et piloter les moyens pour réguler du système associé. Par exemple, l'unité de régulation 1 peut comporter soit plusieurs ensembles de moyens de mémorisation, un moyen de mémorisation étant prévu par système, soit un cloisonnement de ses moyens de mémorisation pour enregistrer des données propres à plusieurs systèmes de production. De plus, ces moyens de traitement peuvent être agencés pour piloter différents moyens de régulation appartenant à des systèmes différents.
L' invention concerne aussi un procédé de régulation mis en œuvre par une telle unité de régulation 1 énergétique comprenant une étape de mémorisation d'une pluralité de valeurs de production et/ou de consommation électrique moyennes estimées respectivement de chaque unité de production et/ou de ladite unité de consommation du système, respectivement pour une pluralité de périodes temporelles données.
Un tel procédé de régulation comporte une étape de collecte voire de décodage des productions électriques et/ou de la consommation électrique instantanées mesurées par les moyens de mesure du système. Le décodage est précédé d'une mémorisation d'une pluralité de valeurs de production et/ou de consommation électrique moyennes estimées respectivement de chaque unité de production et/ou de ladite unité de consommation, respectivement pour une pluralité de périodes temporelles données.
Puis, le procédé comporte les étapes suivantes :
■ calcul des moyennes respectives des productions et/ou de la consommation instantanées mesurées par période temporelle donnée pour obtenir des productions moyennes instantanées et/ou une consommation moyenne instantanée par période temporelle donnée,
■ calcul et enregistrement de l'écart entre une production moyenne instantanée ainsi calculée et une valeur de production estimée pour une même période temporelle donnée, si et seulement si une telle valeur de production estimée existe et le calcul et l'enregistrement de l'écart entre la consommation moyenne instantanée calculée et la valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée, si et seulement si une telle valeur de consommation estimée existe.
En effet, selon des variantes de réalisation, l'invention prévoit que puisse être estimées la production et/ou la consommation. Dans le cas où la production ou la consommation n'est pas estimée, le calcul d'un écart est sans fondement. Les moyens de traitement peuvent ainsi remplacer, dans les moyens de mémorisation de l'unité de régulation, des données estimées pour le pilotage des moyens pour réguler du système par des valeurs moyennes instantanées mesurées par périodes de temps.
De telles étapes de calcul sont suivies par une étape d'élaboration et de révision d'une valeur de production et/ou de consommation estimée et préalablement enregistrée pour une ou plusieurs périodes temporelles données futures, selon une relation ayant pour paramètres ladite valeur estimée et un ou plusieurs écarts calculés respectivement pour une ou plusieurs périodes temporelles données écoulées .
Une telle relation peut, par exemple, consister à calculer, pour la ième future période temporelle t+i, une valeur de révision d t + i) d'une donnée estimée d(t + i) telle ∑ ed(t - j)
que d t + ) = d(t + + où ¾ (t) est l'écart entre la n
valeur de la donnée estimée et la valeur moyenne de la donnée mesurée sur une période temporelle donnée t et n le nombre de périodes consécutives écoulées.
Le procédé mis en œuvre par les moyens de traitement d'une unité de régulation selon l'invention peut comporter une étape de pilotage des moyens pour réguler du système selon une fonction dont les paramètres comportent les valeurs de production et/ou de consommation estimées pour la période temporelle donnée courante.
Selon une forme de réalisation préférée mais non limitative, les périodes temporelles de mesure peuvent être comprises entre une et soixante minutes, l'actualisation prenant effet à une première date postérieure de un à deux jours à la période donnée ou à la plus récente des périodes données .
Différentes situations peuvent se produire par la suite. Lorsque les conditions météorologiques sont par exemple moins favorables qu'attendues, l'irradiation solaire est moins forte que prévue et/ou la consommation peut augmenter du fait que des habitations doivent être davantage chauffées, les valeurs de production à un instant donné, régulées par les valeurs de production estimées, peuvent être alors moins fortes qu'estimées et les valeurs de consommation peuvent être alors plus fortes qu'estimées. Il s'ensuit un déficit de production qui doit être corrigé. Des valeurs de production estimées révisées sont alors produites par les moyens de traitement de l'unité de régulation pour que lesdites valeurs de production estimées révisées intègrent une augmentation de la production d'électricité associée ou non avec des valeurs de consommation estimées révisées, intégrant un délestage au moins partiel de la consommation d'électricité, afin que le diagramme de production soit au moins supérieur ou égal au diagramme de consommation à cet instant donné.
L'augmentation de production, commandée par les moyens pour réguler sous la consigne ou le pilotage des moyens de traitement de l'unité de régulation, est réalisée par l'unité de stockage, bien que celle-ci ne puisse compenser un déficit de production durant une longue période. L'augmentation de production peut être réalisée par augmentation de la production de l'unité électrogène, de la connexion au réseau ou à l'appel à d'autres centrales d'énergie renouvelables non affectées par les conditions météorologiques .
Le procédé selon l'invention peut comporter une étape pour déclencher et transmettre une ou une plusieurs alertes et prévoir plusieurs niveaux d'urgence en matière de correctif : maintenance d'un équipement ou révision « forcée », c'est-à-dire nouvelle détermination d'estimations de production et/ou de consommation pour des périodes futures.
Trois modes de gestion de dysfonctionnement ou de performances inférieures au regard de ce qui était attendu vont maintenant être décrits, pour lesquels une alerte peut être émise, les deux dernières situations étant assimilables à la détection d'un dysfonctionnement d'un élément du système, requérant l'action d'un ou plusieurs opérateurs humains. De telles alertes peuvent être avantageusement mises en œuvre par une unité de régulation conforme à l'invention.
Selon un premier mode de gestion, une alerte d'un premier niveau d'urgence peut être déclenchée par les moyens de traitement d'une unité de régulation et émise dès que le cumul d'un ou plusieurs écarts, calculés respectivement sur une ou plusieurs périodes temporelles consécutives, lesdits écarts étant calculés pour chaque production moyenne instantanée et chaque valeur de production estimée pour une même période temporelle donnée et/ou pour chaque consommation moyenne instantanée et chaque valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée, est supérieur à un seuil prédéterminé. Une valeur de ce seuil peut être déterminée par exemple à un dixième de la valeur moyenne des données estimées concernées sur un nombre de période donné. Une gradation de seuils de divergence peut également être utilisée pour déclencher un suivi attentif de l'évolution de la régulation, contrôler le rendement de certains équipements voire, comme indiqué précédemment, déclencher une opération pour actualiser ou réviser des prévisions et donc des données estimées injectées dans les moyens pour mémoriser de l'unité de régulation pour des périodes temporelles futures .
Selon un deuxième mode de gestion, pouvant correspondre au traitement d'une estimation trop éloignée du réel ou à une dégradation d'un équipement sur site, une différence ou écart, entre les valeurs estimée et instantanée mesurée respectives de production et/ou de consommation dont la valeur excède un deuxième seuil prédéterminé, peut être calculé. A titre d'exemple non limitatif, ledit deuxième seuil peut être déterminé de sorte que si la valeur mesurée est inférieure de 30% à la valeur estimée ledit deuxième seuil est atteint. Le procédé de régulation peut comporter alors une étape pour émettre une alerte d'un deuxième niveau d'urgence, informant le personnel de maintenance ou de supervision du système, d'une dégradation éventuelle d'un équipement et nécessitant au minimum un contrôle de l'installation. Selon un troisième mode de gestion, une variation brusque de valeurs mesurées de production et/ou de consommation supérieure à une amplitude prédéterminée peut se produire, à une période temporelle donnée, les valeurs estimées de production et/ou de consommation pour ladite période temporelle donnée n'anticipant pas une telle variation brusque. Dans ce cas, un procédé mis en œuvre par une unité de régulation selon l'invention peut comporter une étape pour émettre une alerte, informant un opérateur de supervision d'une variation non anticipée de la production et/ou de la consommation. Un tel phénomène peut correspondre à une panne non anticipée et brutale d'une unité de production avec une forte baisse de la production électrique, ladite baisse ne pouvant être compensée par la mise en œuvre des unités de production habituellement disponibles, comme par exemple une énergie électrique fournie par l'unité de stockage. Ceci peut être le cas quand, par exemple, une connexion à un réseau électrique extérieur est souhaitée mais rendue impossible.
Pour essayer de maîtriser les pannes ou dégradation de performances non anticipées, un tel procédé de régulation peut comporter une étape pour tenir compte, dans les valeurs de production et/ou de consommation estimées, du vieillissement des unités de production et/ou de l'unité ou des unités de consommation ainsi que de leurs durées et fréquences d' indisponibilité pour leur maintenance préventive, récurrente ou curative. En variante, une connexion à un réseau extérieur d'approvisionnement électrique est possible. En complément, les courbes théoriques de consommation et/ou de production peuvent être actualisée en intégrant un délestage au moins partiel de la consommation d'électricité.
Comme montré à la figure 2 et notamment illustré par la zone Z2, quand la courbe de production DP dépasse la courbe de consommation DC et que l'unité de stockage est chargée ou qu'il reste assez d'énergie électrique pour effectuer le chargement de l'unité de stockage, un procédé de régulation selon l'invention peut comporter une opération de vente externe de l'électricité. La vente externe d'électricité peut avantageusement être commandée par l'unité de régulation en fonction des prix de vente variables de l'électricité, l'électricité étant stockée tant qu'un seuil de prix de vente jugé trop bas n'est pas dépassé. De tels prix de vente peuvent être avantageusement contenus dans les valeurs mesurées ou estimées transmises à l'unité de régulation selon l'invention, l'électricité n'étant stockée que si un seuil de prix de vente n'est pas dépassé .
L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.

Claims

Revendications
Unité de régulation (1) énergétique d'un système de production et de consommation électrique, ledit système comportant :
une unité de consommation (Cl, C2) d'énergie électrique,
- une centrale de production d'énergie électrique comportant deux unités de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) distinctes, ladite centrale alimentant en énergie électrique ladite unité de consommation (Cl, C2),
- des moyens de mesure des productions en énergie électrique instantanée délivrées respectivement par lesdites unités de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) ;
des moyens de mesure de la consommation en énergie électrique instantanée de ladite unité de consommation (Cl, C2) ;
des moyens pour réguler les productions respectives des unités de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) selon l'énergie électrique consommée par ladite unité de consommation (Cl, C2) ;
des moyens pour piloter les moyens pour réguler du système selon une fonction prédéterminée ;
l'unité de régulation (1) étant caractérisée en ce qu'elle comporte :
a. des moyens pour mémoriser une pluralité de valeurs de production et/ou de consommation électrique moyennes estimées respectivement de chaque unité de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) et/ou de ladite unité de consommation (Cl, C2), respectivement pour une pluralité de périodes temporelles données ; b. des moyens pour décoder les productions électriques et/ou la consommation électrique instantanées mesurées par les moyens de mesure ;
c. des moyens de traitement pour :
i. calculer les moyennes des. productions et/ou de la consommation instantanées mesurées par période temporelle donnée pour obtenir des productions moyennes instantanées et/ou une consommation moyenne instantanée par période temporelle donnée ;
ii. calculer et enregistrer dans les moyens pour mémoriser l'écart entre chaque production moyenne instantanée ainsi calculée et chaque valeur de production estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle valeur de production estimée existe ;
iii. calculer et enregistrer dans les moyens pour mémoriser l'écart entre la consommation moyenne instantanée ainsi calculée et la valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle consommation estimée existe ;
iv. élaborer et réviser une valeur de production et/ou de consommation estimée et préalablement enregistrée pour une ou plusieurs périodes temporelles données futures selon une relation ayant pour paramètres ladite valeur estimée et un ou plusieurs écarts calculés respectivement pour une ou plusieurs périodes temporelles données écoulées ;
et en ce que la fonction mise en œuvre par les moyens pour piloter les moyens pour réguler comporte des paramètres incluant des valeurs de production et/ou de consommation estimées pour la période temporelle donnée courante .
2. Unité de régulation (1) selon la revendication précédente, comportant des moyens de communication agencés pour coopérer avec les moyens de mesure des productions et/ou de consommation en énergie électrique instantanées du système.
3- Unité de régulation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens de communication agencés pour coopérer avec une interface homme-machine, l'unité de régulation (1) déclenchant l'émission d'une alerte - via lesdits moyens de communication - à destination de ladite interface dès que le cumul d'un ou plusieurs écarts calculés respectivement sur une ou plusieurs périodes temporelles consécutives est supérieur en valeur absolue à un seuil prédéterminé .
4. Unité de régulation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, laquelle pilote simultanément plusieurs systèmes de production et de consommation électrique, l'unité de régulation (1) comportant une sous-unité de régulation pour chaque système piloté, ladite sous-unité étant munie de ses propres moyens pour mémoriser, décoder, calculer et piloter les moyens pour réguler du système associé.
5. Système de production et de consommation d'énergie électrique comportant :
une unité de consommation (Cl, C2) d'énergie électrique,
- une centrale de production d' énergie électrique comportant deux unités de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) distinctes, ladite centrale alimentant en énergie électrique ladite unité de consommation (Cl, C2), - des moyens de mesure de la production en énergie électrique instantanée délivrée par lesdites unités de production (PI, P2, P3a à P3c, P4);
des moyens de mesure de la consommation en énergie électrique instantanée de ladite unité de consommation (Cl, C2) ;
des moyens pour réguler les productions respectives des unités de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) selon l'énergie électrique consommée par ladite unité de consommation (Cl, C2) ;
caractérisé en ce que les moyens pour réguler sont pilotés par les moyens pour piloter d'une unité- de régulation (1) énergétique selon l'une quelconque des revendications précédentes.
6. Système selon la revendication précédente, pour lequel lesdites deux unités de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) sont respectivement un groupe électrogène (PI) et une unité de stockage (P2) d'électricité fonctionnant alternativement comme unité de production et unité de consommation .
7. Système selon la revendication 5 ou 6, pour lequel la centrale de production d'énergie électrique comporte une unité d'énergie renouvelable (P3a à P3c) du type centrales photovoltaïque, éolienne, géothermique, hydraulique, à réacteur à fusion froide ou équivalent, ainsi qu'un raccordement à un réseau électrique externe (P4). .
8. Procédé de régulation mis en œuvre par une unité de régulation (1) énergétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, le procédé comportant les étapes suivantes:
FEUILLE DE, REMPLACEMENT (REGLE 26) a. mémorisation d'une pluralité de valeurs de production et/ou de consommation électrique moyennes estimées respectivement de chaque unité de production (PI, P2, P3a à P3c, P4) et/ou de ladite unité de consommation (Cl, C2), respectivement pour une pluralité de périodes temporelles données ;
b. décodage des productions électriques et/ou de la consommation électrique instantanées mesurées par les moyens de mesure ;
cl. calcul des moyennes respectives des productions et/ou de la consommation instantanées mesurées par période temporelle donnée pour obtenir des productions moyennes instantanées et/ou une consommation moyenne instantanée par période temporelle donnée ;
c2. calcul et enregistrement de l'écart entre une production moyenne instantanée ainsi calculée et une valeur de production estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle valeur de production estimée existe ;
c3. calcul et enregistrement de l'écart entre la consommation moyenne instantanée calculée et la valeur de consommation estimée pour une même période temporelle donnée si et seulement si une telle valeur de consommation estimée existe ;
c4. élaboration et révision d'une valeur de production et/ou de consommation estimée et préalablement enregistrée pour une ou plusieurs périodes temporelles données futures selon une relation ayant pour paramètres ladite valeur estimée et un ou plusieurs écarts calculés respectivement pour une ou plusieurs périodes temporelles données écoulées ;
d. pilotage des moyens pour réguler du système selon une fonction dont les paramètres comportent les valeurs de production et/ou de consommation estimées pour la période temporelle donnée courante.
9. Procédé selon la revendication précédente, l'unité de régulation (1) étant conforme à la revendication 3, comportant une étape pour émettre une alerte via l'interface homme-machine, dès que le cumul d'un ou plusieurs écarts calculés respectivement sur une ou plusieurs périodes temporelles consécutives est supérieur à un seuil prédéterminé.
10. Procédé selon la revendication précédente, comportant une étape pour émettre une alerte via l'interface homme- machine, dès qu'une différence entre une valeur de consommation et/ou de production moyenne instantanée et une valeur correspondante estimée pour une période temporelle donnée excède en valeur absolue un seuil prédéterminé .
11. Programme d'ordinateur agencé pour être enregistré et mis en œuvre respectivement par des moyens pour mémoriser et des moyens de traitement d'une unité de régulation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant une ou plusieurs instructions de programme qui, lorsqu'elles sont interprétées ou exécutées par les moyens de traitement, déclenchent la mise en œuvre d'un procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10.
FEUILLE DE. REMPLACEMENT (REGLE 26)
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