ES2875359T3 - Procedimiento y dispositivo para determinar un perfil de carga básica de una red doméstica - Google Patents

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Procedimiento para determinar un perfil de carga básica (11) de una red doméstica eléctrica (3), conectada a una red de suministro (2), con varias conexiones de consumidor (8) por medio de un dispositivo de medición (10) conectado a una de las conexiones de consumidor (8), siendo similar el perfil de carga básica (11) en ventanas de tiempo (Wr) que se repiten cíclicamente, comprendiendo las etapas: (a) inicializar una memoria (12) del dispositivo de medición (10) con una secuencia de momentos de medición (tk), repartidos en una ventana de tiempo (Wr), y un valor de conductancia de referencia (Sk) respectivo para cada momento de medición (tk); (b) alimentar una señal de medición (A) de un generador de señal (13) del dispositivo de medición (10) a la conexión de consumidor (8) en un momento de medición (tk) de la secuencia y detectar una respuesta de señal (E) en la conexión de consumidor (8) en una unidad de evaluación (15) del dispositivo de medición (10); (c) determinar un valor de conductancia (Gk) de la conexión de consumidor (8), que corresponde al momento de medición (tk) mencionado, a partir de la respuesta de señal (E) detectada en la unidad de evaluación (15); (d) leer el valor de conductancia de referencia (Sk), que corresponde al momento de medición (tk) mencionado, de la memoria (12) y comparar el valor de conductancia (Gk) determinado con el valor de conductancia de referencia (Sk) leído y, si el valor de conductancia (Gk) determinado está por debajo de este valor de conductancia de referencia (Sk), sustituir este valor de conductancia de referencia (Sk) por un valor de conductancia (Gk) determinado en la memoria (12); (e) repetir las etapas (b) a (d) para respectivamente otro momento de medición (tk+1) de la secuencia; y (f) repetir las etapas (b) a (e) para al menos otra secuencia de momentos de medición (tk), repartidos de la misma manera en otra ventana de tiempo (Wr+1), a fin de obtener en la memoria (12) una secuencia de valores de conductancia de referencia (Sk) que representa el perfil de carga básica (11) de la red doméstica (3), incrementándose en la etapa (d) el valor de conductancia de referencia (Sk) leído y sustituyéndose en la memoria (12) por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia (Gk) determinado no supera el valor de conductancia de referencia (Sk) leído durante la comparación.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para determinar un perfil de carga básica de una red doméstica
La presente invención se refiere a un procedimiento para determinar un perfil de carga básica de una red doméstica eléctrica, conectada a una red de suministro, con varias conexiones de consumidor por medio de un dispositivo de medición conectado a una de las conexiones de consumidor, siendo similar el perfil de carga básica en ventanas de tiempo que se repiten cíclicamente. La invención se refiere también al dispositivo de medición, posible de utilizar en el procedimiento, y a un procedimiento y un dispositivo de conmutación para conmutar un dispositivo de alimentación a fin de retroalimentar energía a la red doméstica.
Para medir el consumo de energía eléctrica de una red doméstica conectada a una red de suministro se utiliza generalmente un contador eléctrico. El contador eléctrico está conectado por delante de la respectiva red doméstica, de modo que toda la energía eléctrica, consumida por todos los consumidores de la red eléctrica, tiene que pasar por el contador eléctrico. Tales contadores eléctricos son medidores de potencia que suman la potencia eléctrica consumida en el tiempo a una energía consumida y permiten una lectura de la suma.
Desde hace poco tiempo se están utilizando, en vez de los contadores eléctricos, los llamados “Smart Meter” (contadores inteligentes) que registran valores de medición de potencia individuales en momentos de medición y no los suman simplemente, véase, por ejemplo, el documento EP1110058B1. A partir de esto se puede crear un perfil de carga que sobre la base del comportamiento del consumo se podría adaptar a una tarifa eléctrica de un consumidor de energía que depende, por ejemplo, de la hora del día o de la carga punta. En este caso, los contadores inteligentes son capaces incluso de identificar los consumidores de energía individuales en la red doméstica como resultado de su exactitud y resolución de medición.
En su caso, el suministrador de energía se ocupa de enviar simplemente después y mayormente no con todos los detalles los valores de medición de un contador inteligente al hogar. Sin embargo, para optimizar el comportamiento del consumo sería ventajoso determinar el consumo actual y conocer en particular el perfil de carga básica, apenas influenciable, que se repite cíclicamente al menos de una forma similar, de los consumidores, tales como el frigorífico, la calefacción o similar, y cambiar adecuadamente las cargas punta, influenciables más fácilmente, de los consumidores, tales como la iluminación, la lavadora, los aparatos electrónicos o similares, a fin de ahorrar costos y energía. Sin embargo, el montaje de otro contador inteligente, accesible directamente para el hogar, no se considera en la mayoría de los casos debido a la complejidad de las medidas constructivas.
En algunos hogares está previsto también un dispositivo de alimentación para retroalimentar energía a la red doméstica, por ejemplo, una planta solar respaldada por batería o una batería de reserva con convertidor. El uso de tal dispositivo de alimentación resulta muy conveniente para cubrir las cargas punta generadas en la red doméstica. En cambio, no se desea normalmente una retroalimentación a la red de suministro, teniendo en cuenta las bajas tarifas de retroalimentación.
Del documento WO2012/065078A2 es conocido un aparato de medición que se conecta a una conexión de consumidor en la red doméstica y puede medir en cualquier momento la potencia eléctrica recién consumida por la red doméstica. A tal efecto, el aparato de medición alimenta una señal de medición a la conexión de consumidor y calcula a partir de esto el valor de conductancia momentáneo de la red doméstica. El valor de conductancia G es proporcional a la potencia eléctrica P buscada mediante la relación P = V2 * G en presencia de una tensión de red constante V. La utilización de una señal de medición de alta frecuencia debilita claramente la influencia de las redes, situadas fuera de la red doméstica, sobre el resultado de medición. Asimismo, una medición a distintas frecuencias permite extrapolar muy bien el valor de conductancia a la frecuencia de red. No obstante, por medio de tal potencia momentánea no se puede obtener ninguna información sobre el perfil de carga básica de la red doméstica.
La invención tiene el objetivo de crear un procedimiento y un dispositivo que permitan determinar al menos aproximadamente el perfil de carga básica de una red doméstica con el fin de aprovecharlo en particular para la conmutación de un dispositivo de alimentación.
Este objetivo se consigue según un primer aspecto de la invención mediante un procedimiento del tipo mencionado al inicio que comprende las etapas siguientes:
(a) inicializar una memoria del dispositivo de medición con una secuencia de momentos de medición, repartidos en una ventana de tiempo, y un valor de conductancia de referencia respectivo para cada momento de medición; (b) alimentar una señal de medición de un generador de señal del dispositivo de medición a la conexión de consumidor en un momento de medición de la secuencia y detectar una respuesta de señal en la conexión de consumidor en una unidad de evaluación del dispositivo de medición;
(c) determinar un valor de conductancia de la conexión de consumidor, que corresponde al momento de medición mencionado, a partir de la respuesta de señal detectada en la unidad de evaluación;
(d) leer el valor de conductancia de referencia, que corresponde al momento de medición mencionado, de la memoria y comparar el valor de conductancia determinado con el valor de conductancia de referencia leído y, si el valor de conductancia determinado queda por debajo de este valor de conductancia de referencia, sustituir este valor de conductancia de referencia por el valor de conductancia determinado en la memoria;
(e) repetir las etapas (b) a (d) para otro momento de medición respectivo de la secuencia; y
(f) repetir las etapas (b) a (e) para al menos otra secuencia de momentos de medición, repartidos de la misma manera en otra ventana de tiempo, a fin de obtener en la memoria una secuencia de valores de conductancia de referencia que representa el perfil de carga básica de la red doméstica.
La secuencia de valores de conductancia de referencia, obtenidos en la memoria, corresponde a los valores de conductancia más bajos determinados en todas las ventanas de tiempo consideradas. La secuencia determinada de valores de referencia representa entonces el perfil de carga básica apenas variable o incluso no variable de la red doméstica. Mientras más ventanas de tiempo se consideran, más exacta es la determinación del perfil de carga básica o de los valores de referencia. Sin embargo, en dependencia de la red doméstica se consigue al menos una buena aproximación del perfil de carga básica después de una pequeña cantidad de ventanas de tiempo, porque la mayoría de los consumidores de carga punta está conectada sólo durante un corto período de tiempo. Como resultado de las inductividades contenidas en cada interruptor de protección de corriente de fallo, entre otros, se pueden suprimir esencialmente las redes circundantes, por ejemplo, la red de suministro y las redes domésticas vecinas, mediante la selección de frecuencias altas para la señal de medición.
Para tener en cuenta también un cambio a largo plazo del perfil de carga básica, por ejemplo, fluctuaciones estacionales, el valor de conductancia de referencia leído se incrementa en la etapa (d) y se sustituye en la memoria por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia determinado no queda por debajo del valor de conductancia de referencia leído durante la comparación. De esta manera se garantiza que incluso las fluctuaciones pequeñas o los vacíos ocasionales en la carga básica no provoquen una distorsión permanente del perfil de carga básica determinado.
Una variante ventajosa del procedimiento está caracterizada por las etapas adicionales ejecutadas entre las etapas (c) y (d):
(i) calcular un valor promedio móvil a partir del valor de conductancia determinado y de los valores de conductancia determinados, que corresponden a un número predeterminado de momentos de medición precedentes, en la unidad de evaluación; y
(ii) comparar el valor de conductancia determinado con una diferencia del valor promedio móvil calculado y un valor de corrección predefinido y, si el valor de conductancia determinado no queda por debajo de la diferencia mencionada, saltar la etapa (d) para el momento de medición mencionado.
La formación del valor promedio móvil en la etapa (i) provoca un filtrado. En la etapa siguiente (ii) se seleccionan sólo aquellos valores de conductancia determinados para el análisis posterior que quedan por debajo del valor promedio en más del valor de corrección. Por consiguiente, en el análisis ulterior no se incluyen pequeñas fluctuaciones durante la determinación de los valores de conductancia, en particular aquellas que se deben, por ejemplo, a cambios producidos por fuera de la red doméstica, lo que proporciona a su vez una mayor precisión del procedimiento.
En la etapa (ii), con el objetivo de considerar los cambios a largo plazo del perfil de carga básica, el valor de conductancia de referencia, correspondiente al momento de medición mencionado, se lee de la memoria, se incrementa y se sustituye en la memoria por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia determinado no queda por debajo de la diferencia mencionada durante la comparación.
En este sentido resulta particularmente favorable que el incremento mencionado del valor de conductancia de referencia leído se realice mediante la multiplicación por un factor predefinido que es mayor que 1 y menor que 2, preferentemente de 1,01 a 1,2, en particular con preferencia de 1,05 aproximadamente. Tal ponderación se puede ejecutar con facilidad y rapidez y el factor se puede adaptar de manera flexible a los requerimientos. Un factor de la magnitud mencionada proporciona un desarrollo uniforme de la secuencia de valores de referencia y una adaptación continua del perfil de carga básica a la red doméstica.
Por lo general, los valores de conductancia son complejos. Dado que al medirse el consumo de energía se considera mayormente sólo la potencia activa, es ventajoso que los valores de conductancia de referencia y los valores de conductancia determinados sean valores de conductancia activa. Esto ahorra los costos de evaluación y el espacio de almacenamiento.
En el caso alternativo de que se deba medir la potencia reactiva, es favorable que los valores de conductancia de referencia y los valores de conductancia determinados sean valores de conductancia reactiva para reducir los costos.
La duración de una ventana de tiempo puede depender de la red doméstica considerada. Cada ventana de tiempo corresponde preferentemente a un día. Esto resulta particularmente simple y representa la ventana de tiempo que se repite cíclicamente con mayor frecuencia en la vida diaria.
En otro aspecto, la invención crea un procedimiento para conmutar un dispositivo de alimentación a fin de retroalimentar energía a la red doméstica en dependencia del perfil de carga básica, determinado mediante el procedimiento mencionado antes, con un dispositivo de conmutación que comprende el dispositivo de medición y está conectado al dispositivo de alimentación, con las etapas adicionales:
- en un momento de medición, comparar el valor de conductancia determinado con una suma del valor de conductancia de referencia y un valor umbral predefinido en el dispositivo de conmutación y
- si el valor de conductancia determinado supera la suma mencionada, conectar el dispositivo de alimentación mediante el dispositivo de conmutación, y en caso contrario, desconectar el dispositivo de alimentación.
De esta manera, el dispositivo de alimentación se activa sólo si la red doméstica consume suficiente energía, por lo que se impide una retroalimentación no deseada de la energía almacenada a la red de suministro. El valor umbral provoca también que el dispositivo de alimentación no se tenga que operar en un intervalo de carga baja ineficiente. En un tercer aspecto, la invención crea un dispositivo de medición para determinar un perfil de carga básica de una red doméstica eléctrica, conectada a una red de suministro, con varias conexiones de consumidor, siendo similar el perfil de carga básica en ventanas de tiempo que se repiten cíclicamente y pudiéndose conectar el dispositivo de medición a una de las conexiones de consumidor, comprendiendo:
una memoria para una secuencia de momentos de medición repartidos en una ventana de tiempo y un valor de conductancia de referencia respectivo para cada momento de medición;
un generador de señal para alimentar una señal de medición a la conexión de consumidor en un momento de medición de la secuencia; y
una unidad de evaluación configurada para detectar una respuesta de señal de la señal de medición alimentada en la conexión de consumidor y determinar a partir de esto un valor de conductancia, correspondiente al momento de medición mencionado, de la conexión de consumidor, leer el valor de conductancia de referencia correspondiente al momento de medición mencionado de la memoria, comparar el valor de conductancia determinado con el valor de conductancia de referencia leído y, si el valor de conductancia determinado queda por debajo de este valor de conductancia de referencia, sustituir este valor de conductancia de referencia en la memoria por el valor de conductancia determinado,
estando configurado también el dispositivo de medición para activar reiteradamente el generador de señal y la unidad de evaluación para otro momento de medición respectivo de la secuencia y repetir esto para al menos otra secuencia de momentos de medición, repartidos de la misma manera en otra ventana de tiempo, a fin de obtener en la memoria una secuencia de valores de conductancia de referencia que representa el perfil de carga básica de la red doméstica, y
estando configurada también la unidad de evaluación para incrementar el valor de conductancia de referencia leído y sustituirlo en la memoria por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia determinado no queda por debajo del valor de conductancia de referencia leído durante la comparación mencionada.
En un cuarto aspecto, la invención crea un dispositivo de conmutación para conmutar un dispositivo de alimentación a fin de retroalimentar energía a la red doméstica, que comprende el dispositivo de medición del tipo mencionado antes, pudiéndose conectar el dispositivo de conmutación al dispositivo de alimentación y estando configurado el mismo para comparar en un momento de medición el valor de conductancia determinado con una suma del valor de conductancia de referencia y un valor umbral predefinido y, si el valor de conductancia determinado supera la suma mencionada, conectar el dispositivo de alimentación y, en caso contrario, desconectar el dispositivo de alimentación. En relación con las ventajas y otras realizaciones del dispositivo de medición y del dispositivo de conmutación se remite a las explicaciones anteriores del procedimiento.
La invención se explica detalladamente a continuación por medio de ejemplos de realización representados en los dibujos adjuntos. En los dibujos muestran:
Fig. 1 una red eléctrica con un dispositivo de medición, según la invención, en un circuito equivalente esquemático;
Fig. 2 un dispositivo de conmutación, según la invención, con el dispositivo de medición de la figura 1 en un diagrama de bloques esquemático;
Fig. 3 una secuencia de valores de conductancia determinados y una secuencia de valores de conductancia de referencia, que representa un perfil de carga básica, en un diagrama en el tiempo; y
Fig. 4 el procedimiento, según la invención, para determinar un perfil de carga básica y para conmutar un dispositivo de alimentación en un diagrama de flujo.
Según la figura 1, una red eléctrica 1 comprende una red de suministro 2, a la que están conectadas una red doméstica 3 y al menos otra red doméstica 4 mediante conexiones 5. La red de suministro 2 tiene una fuente de energía 6, por ejemplo, un generador, un transformador 7 y una respectiva impedancia de línea Z1, Z2 tanto en el lado de alta tensión como en el lado de baja tensión en el circuito equivalente de la figura 1.
La red doméstica 3, al igual que las demás redes domésticas 4, está simbolizada en el circuito equivalente a modo de ejemplo de la figura 1 mediante una inductividad L con componente activa Rl y una capacidad C con componente activa paralela Rc . En las conexiones 5, la red doméstica 3 tiene también inductividades de entrada L procedentes, por ejemplo, de un interruptor de protección de corriente de fallo. La red doméstica 3 tiene varias conexiones de consumidor 8, a las que están conectados distintos consumidores eléctricos 9 de la red doméstica 3 y también un dispositivo de medición 10 en el ejemplo de la figura 1.
La estructura, el funcionamiento y el procedimiento del dispositivo de medición 10, según la invención, se explican a continuación por medio de los ejemplos representados en las figuras 2 a 4.
El dispositivo de medición 10 sirve para determinar un perfil de carga básica 11 (curva continua en el diagrama de la figura 3) que refleja el desarrollo de una carga básica P0 de la red doméstica 3 en el tiempo. Tal perfil de carga básica 11 tiene mayormente una forma similar que se repite cíclicamente. Al conocerse el perfil de carga básica 11 se puede optimizar, por ejemplo, el consumo de energía en la red doméstica 3.
Como se explica en detalle más adelante, el perfil de carga básica 11 se determina en ventanas de tiempo W1, W2,..., en general Wr, que se repiten cíclicamente. Las ventanas de tiempo Wr en el ejemplo de la figura 3 corresponden a un día, es decir, 24 horas. Tales ventanas de tiempo pueden corresponder alternativamente a otro momento, por ejemplo, una semana, una parte de un día, por ejemplo, de 6 am a 22 pm, o similar. La duración de las ventanas de tiempo Wr y su distancia temporal mutua opcional, es decir, el ciclo de las ventanas de tiempo Wr, se seleccionan de acuerdo con la forma, que se repite cíclicamente, del perfil de carga básica 11 de la red doméstica considerada 3.
Según el ejemplo de la figura 2, el dispositivo de medición 10 comprende una memoria 12. En una primera etapa (a) del procedimiento para determinar el perfil de carga básica 11 (figura 4), la memoria 12 se inicializa primeramente con una secuencia {Sk(tk)} de momentos de medición t-i, t2,..., en general tk, que están repartidos en una ventana de tiempo Wr, y un respectivo valor de conductancia de referencia S1, S2 ,..., en general Sk, para cada momento de medición tk. Para la inicialización se pueden estimar previamente valores de conductancia de referencia Sk realistas o se pueden asumir simplemente valores de referencia Sk muy altos.
En una etapa siguiente (b), un generador de señal 13 del dispositivo de medición 10 (figura 2) alimenta una señal de medición A a la conexión de consumidor 8 en un momento de medición tk de la secuencia, por ejemplo, mediante un condensador de acoplamiento 14. Una unidad de evaluación 15 del dispositivo de medición 10 detecta, por ejemplo, mediante otro condensador de acoplamiento 16, una respuesta de señal E en la conexión de consumidor 8.
La respuesta de señal E es naturalmente la respuesta de (toda) la red eléctrica 1 y no simplemente de la red doméstica 3, como se desea en realidad, a la señal de medición A en la conexión de consumidor 8. Sin embargo, gracias sobre todo a las inductividades de entrada Li, se puede limitar de manera decisiva la influencia distorsionadora de la red de suministro 2 y de la otra red doméstica 4 en la respuesta de señal E en caso de frecuencias altas adecuadas de la señal de medición A, como es conocido por el técnico, de modo que la respuesta de señal E refleja con suficiente exactitud las propiedades de la red doméstica 3.
En una etapa siguiente (c), la unidad de evaluación 15 determina a partir de la respuesta de señal E detectada un valor de conductancia Gk, correspondiente al momento de medición tk mencionado, de la conexión de consumidor 8. Como es conocido por el técnico, la utilización de una señal de medición A con distintas frecuencias permite calcular todos los componentes del circuito equivalente seleccionado (figura 1) de la red doméstica 3 (en este caso: la inductividad L con componente activa Rl y la capacidad C con componente activa paralela Rc ) y permite determinar a partir de esto el valor de conductancia Gk en el momento de medición tk para la frecuencia de red considerada (50 Hz o 60 Hz). En el circuito equivalente a modo de ejemplo de la figura 1 pueden ser suficientes al respecto tres frecuencias de medición distintas de la señal de medición A. En caso de circuitos equivalentes más complejos se puede necesitar un número mayor de frecuencias de medición distintas de la señal de medición A.
Si se desea, la señal de medición A puede estar diseñada de tal modo que la unidad de evaluación 15 puede calcular en cualquier momento de medición tk varios valores de conductancia en la respuesta de señal E detectada y puede determinar a partir de los mismos el valor más plausible o un valor mezclado o medio como valor de conductancia Gk.
En una etapa siguiente (d), la unidad de evaluación 15, conectada a la memoria 12, lee el valor de conductancia de referencia Sk, correspondiente al momento de medición tk mencionado, en la memoria 12 y compara el valor de conductancia Gk determinado con el valor de conductancia de referencia Sk leído en una ramificación 17. Si el valor de conductancia Gk determinado queda por debajo del valor de conductancia de referencia Sk (tramo “Y” de la ramificación 17), la unidad de evaluación 15 sustituye este valor de conductancia de referencia Sk en la memoria 12 por el valor de conductancia Gk determinado (bloque 18).
En un bucle (e), el dispositivo de medición 10 repite a continuación las etapas (b) hasta (d) para otro momento de medición tk+1 respectivo de la secuencia. Si se han ejecutado las etapas (b) hasta (d) para todos los momentos de medición tk de una ventana de tiempo Wr, el dispositivo de medición 10 repite en un bucle (f) las etapas (b) hasta (e) para al menos otra secuencia de momentos de medición tk repartidos de la misma manera en otra ventana de tiempo Wr+1.
De este modo, el dispositivo de medición 3 obtiene en la memoria 12 una secuencia {Sk(tk)} de valores de conductancia de referencia Sk que corresponden esencialmente a los valores de conductancia Gk mínimos determinados para cada momento de medición tk, o sea, aquellos valores de conductancia Gk que se generan en caso de una carga mínima, es decir, la carga básica, en la red doméstica 3. Por tanto, la secuencia {Sk(tk)} de valores de conductancia de referencia Sk representa el perfil de carga básica 11, porque el perfil de carga básica 11 o la carga básica P0 de la red doméstica 3 en un momento de medición tk y el valor de conductancia de referencia Sk, correspondiente al momento de medición tk, están relacionados mediante la relación conocida P0= V2 * Sk, en la que se puede asumir que la tensión de red V es conocida y esencialmente constante.
Es evidente que un mayor número de repeticiones de las etapas (b) hasta (d) o bucles (e) para otras ventanas de tiempo Wr proporciona en general un perfil de carga básica 11 más exacto.
En el ejemplo de la figura 3, la curva continua simboliza el perfil de carga básica 11, mientras que la curva de líneas discontinuas muestra la secuencia de los valores de conductancia Gk determinados en los momentos de medición tk que representan un perfil de carga 19 de la respectiva potencia P derivada de la red de suministro 2. Durante ciertas horas del día, por ejemplo, en la noche, el perfil de carga básica 11 y el perfil de carga 19 son al menos aproximadamente iguales, véase los respectivos valores de conductancia G1, G2 , y valores de conductancia de referencia S1, S2 correspondientes a los momentos de medición t-i, t2. Por el contrario, el valor de conductancia Gi determinado, que corresponde al momento de medición ti, es superior al valor de conductancia de referencia correspondiente Si. En el momento de medición siguiente ti+1, el valor de conductancia Gi+1 y el valor de conductancia de referencia Si+1 determinados son a su vez (aproximadamente) iguales. En un momento de medición tj posterior, el valor de conductancia Gj determinado es inferior al valor de conductancia de referencia Sj leído en el ejemplo de la figura 3. Por consiguiente, tal valor de conductancia de referencia Sj se sustituiría por el valor de conductancia Gj determinado según el bloque 18 en la etapa (d) en la memoria 12.
Las formas escalonadas del perfil de carga básica 11 y del perfil de carga 19 son a modo de ejemplo y se deben en cada caso a que en una red doméstica 3 se conectan o desconectan en general consumidores individuales, lo que se refleja en los valores de conductancia Gk y, por consiguiente, en los valores de conductancia de referencia Sk.
La resolución de medición, es decir, el número de momentos de medición tk en las ventanas de tiempo Wr, se puede seleccionar en dependencia de las necesidades y del tamaño de la memoria 12.
Los valores de conductancia son en general valores complejos. Teniendo en cuenta el informe de gastos que es usual en las redes de suministro 3 y que se basa mayormente en la potencia activa y en algunas ocasiones en la potencia reactiva, los valores de conductancia de referencia Sk y los valores de conductancia Gk determinados pueden ser en cada caso valores de conductancia activa o alternativamente, si se desea, valores de conductancia reactiva.
La unidad de evaluación 15 realiza opcionalmente entre las etapas (c) y (d) etapas adicionales, indicadas mediante el marco 20 en el ejemplo de la figura 4, a fin de determinar de una manera más uniforme el perfil de carga básica 11. A tal efecto, la unidad de evaluación 15 calcula en una etapa (i) un valor promedio móvil Mk a partir del valor de conductancia Gk, determinado y correspondiente al momento de medición tk, y de un número predeterminado n, por ejemplo, cinco u ocho, de valores de conductancia Gk-1, Gk-2,---, Gk-n (bloque 21) que corresponden a momentos de medición precedentes tk-1, tk-2,-.-, tk-n. En una etapa siguiente (ii), la unidad de evaluación 15 compara en una ramificación 22 el valor de conductancia Gk determinado con una diferencia del valor promedio móvil Mk y un valor de corrección C predefinido y salta la etapa (d) para el momento de medición tk mencionado (tramo “N” de la ramificación 22), si el valor de conductancia Gk determinado no queda por debajo de la diferencia mencionada (Mk -C). En caso contrario (tramo “Y” de la ramificación 22), la unidad de evaluación 15 continúa con la etapa (d).
Como muestra el bloque opcional 23 en la figura 4, en caso de que la comparación en la etapa (d) sea negativa (tramo “N” de la ramificación 17), es decir, el valor de conductancia Gk determinado no queda por debajo del valor de referencia Sk leído durante la comparación, tal valor de referencia Sk leído se puede incrementar opcionalmente y sustituir en la memoria 12 por el valor de referencia incrementado. Alternativamente se puede suprimir el bloque 23, es decir, si la comparación en la etapa (d) es negativa (tramo “N” de la ramificación 17), el valor de referencia Sk se puede mantener invariable en la memoria 12. Asimismo, en caso de que la comparación en la etapa opcional (ii) sea negativa (tramo “N” de la ramificación 22), es decir, el valor de conductancia Gk determinado no queda por debajo de la referencia (Mk - C) mencionada durante la comparación, el valor de referencia Sk leído se puede incrementar y sustituir en la memoria 12 por el valor de referencia incrementado, si se desea.
En el bloque 23 del ejemplo de la figura 4, el incremento mencionado del valor de conductancia de referencia Sk leído se realiza mediante la multiplicación por un factor predefinido F. El factor F es mayor que 1 y menor que 2 para evitar un cambio rápido del valor de referencia Sk. El factor F es preferentemente de 1,01 a 1,2, con preferencia en particular de 1,05 aproximadamente. El factor F se adapta aquí a los requerimientos de la aplicación y a la duración de la ventana de tiempo Wr. En vez de la multiplicación por el factor F se podría adicionar, por ejemplo, un valor de corrección al valor de referencia Sk leído para el incremento mencionado del mismo.
Volviendo a la figura 2, el dispositivo de medición 10 se puede complementar con un dispositivo de conmutación 24 que comprende el dispositivo de medición 10. El dispositivo de conmutación 24 está conectado a un dispositivo de alimentación 25 con memoria intermedia 26 y convertidor 27 (figura 1), por ejemplo, una planta solar soportada por batería u otro dispositivo de almacenamiento de energía regulado (“Power Storage Device”, PSD), y tiene al menos un interruptor 28 para conmutar el dispositivo de alimentación 25. En este caso, el dispositivo de conmutación 24 utiliza el procedimiento ejecutado en el dispositivo de medición 10 para determinar el perfil de carga básica 11 y lo complementa con una fase adicional 29 (figura 4).
En una ramificación 30 de la fase de procedimiento 29, el valor de conductancia Gk determinado se compara con una suma del valor de conductancia de referencia Sk correspondiente y un valor umbral O predefinido en el dispositivo de conmutación 24, por ejemplo, en la unidad de evaluación 15 del dispositivo de medición 10, en dependencia del perfil de carga básica 11 determinado en el momento de medición tk. Si el valor de conductancia Gk determinado supera la suma mencionada (Sk O), el dispositivo de alimentación 25 se conecta con ayuda del interruptor 28, como muestra el mensaje de control 31 en el tramo “Y” de la ramificación 30, y en caso contrario (tramo “N” de la ramificación 30), el dispositivo de alimentación 25 se desconecta (mensaje de control 32).
El dispositivo de conmutación 24 podría proporcionar opcionalmente también informaciones sobre la demanda de energía actual real, es decir, la diferencia entre el valor de conductancia Gk determinado y el valor de conductancia de referencia Sk en el momento de medición tk, al dispositivo de alimentación 25 mediante los mensajes de control 31, 32, de modo que el dispositivo de alimentación 25 adapta la energía retroalimentada a la red doméstica 3 a las necesidades, por ejemplo, con ayuda del convertidor 27. El valor umbral O corresponde a un valor mínimo de la potencia de retroalimentación, por debajo del que no sería posible un funcionamiento eficiente de la unidad de alimentación 25.
La invención no está limitada a las realizaciones representadas, sino que abarca todas las variantes, modificaciones y combinaciones dentro del marco de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para determinar un perfil de carga básica (11) de una red doméstica eléctrica (3), conectada a una red de suministro (2), con varias conexiones de consumidor (8) por medio de un dispositivo de medición (10) conectado a una de las conexiones de consumidor (8), siendo similar el perfil de carga básica (11) en ventanas de tiempo (Wr) que se repiten cíclicamente, comprendiendo las etapas:
(a) inicializar una memoria (12) del dispositivo de medición (10) con una secuencia de momentos de medición (tk), repartidos en una ventana de tiempo (Wr), y un valor de conductancia de referencia (Sk) respectivo para cada momento de medición (tk);
(b) alimentar una señal de medición (A) de un generador de señal (13) del dispositivo de medición (10) a la conexión de consumidor (8) en un momento de medición (tk) de la secuencia y detectar una respuesta de señal (E) en la conexión de consumidor (8) en una unidad de evaluación (15) del dispositivo de medición (10);
(c) determinar un valor de conductancia (Gk) de la conexión de consumidor (8), que corresponde al momento de medición (tk) mencionado, a partir de la respuesta de señal (E) detectada en la unidad de evaluación (15);
(d) leer el valor de conductancia de referencia (Sk), que corresponde al momento de medición (tk) mencionado, de la memoria (12) y comparar el valor de conductancia (Gk) determinado con el valor de conductancia de referencia (Sk) leído y, si el valor de conductancia (Gk) determinado está por debajo de este valor de conductancia de referencia (Sk), sustituir este valor de conductancia de referencia (Sk) por un valor de conductancia (Gk) determinado en la memoria (12);
(e) repetir las etapas (b) a (d) para respectivamente otro momento de medición (tk+1) de la secuencia; y
(f) repetir las etapas (b) a (e) para al menos otra secuencia de momentos de medición (tk), repartidos de la misma manera en otra ventana de tiempo (Wr+1), a fin de obtener en la memoria (12) una secuencia de valores de conductancia de referencia (Sk) que representa el perfil de carga básica (11) de la red doméstica (3), incrementándose en la etapa (d) el valor de conductancia de referencia (Sk) leído y sustituyéndose en la memoria (12) por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia (Gk) determinado no supera el valor de conductancia de referencia (Sk) leído durante la comparación.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por las etapas adicionales ejecutadas entre las etapas (c) y (d):
(i) calcular un valor promedio móvil (Mk) a partir del valor de conductancia (Gk) determinado y de los valores de conductancia determinados, correspondientes a un número predeterminado (n) de momentos de medición precedentes, en la unidad de evaluación (15); y
(ii) comparar el valor de conductancia (Gk) determinado con una diferencia del valor promedio móvil (Mk) calculado y un valor de corrección (C) predefinido y, si el valor de conductancia (Gk) determinado no queda por debajo de la diferencia mencionada, saltar la etapa (d) para el momento de medición (tk) mencionado, leyéndose en la etapa (ii) el valor de conductancia de referencia (Sk), correspondiente al momento de medición (tk) mencionado, de la memoria (12), así como incrementándose y sustituyéndose el mismo en la memoria (12) por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia (Gk ) determinado no queda por debajo de la diferencia mencionada.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el incremento mencionado del valor de conductancia de referencia (Sk) leído se realiza mediante la multiplicación por un factor (F) predefinido que es mayor que 1 y menor que 2, preferentemente de 1,01 a 1,2, en particular con preferencia de 1,05 aproximadamente.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los valores de conductancia de referencia (Sk) y los valores de conductancia (Gk) determinados son valores de conductancia activa.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los valores de conductancia de referencia (Sk) y los valores de conductancia (Gk) determinados son valores de conductancia reactiva.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que cada ventana de tiempo (Wr) corresponde a un día.
7. Procedimiento para conmutar un dispositivo de alimentación (25) para retroalimentar energía a la red doméstica (3) en dependencia del perfil de carga básica (11), determinado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, con un dispositivo de conmutación (24) que comprende el dispositivo de medición (10) y está conectado al dispositivo de alimentación (25), con las etapas adicionales:
- en un momento de medición (tk), comparar el valor de conductancia (Gk) determinado con una suma del valor de conductancia de referencia (Sk) y un valor umbral (O) predefinido en el dispositivo de conmutación (24) y - si el valor de conductancia (Gk) determinado supera la suma mencionada, conectar el dispositivo de alimentación (25) mediante el dispositivo de conmutación (24), y en caso contrario, desconectar el dispositivo de alimentación (25).
8. Dispositivo de medición para determinar un perfil de carga básica (11) de una red doméstica (3) eléctrica conectada a una red de suministro (2) con varias conexiones de consumidor (8), siendo similar el perfil de carga básica (11) en ventanas de tiempo (Wr), que se repiten cíclicamente, y pudiéndose conectar el dispositivo de medición (10) a una de las conexiones de consumidor (8), comprendiendo:
una memoria (12) para una secuencia de momentos de medición (tk) repartidos en una ventana de tiempo (Wr) y un valor de conductancia de referencia (Sk) respectivo para cada momento de medición (tk);
un generador de señal (13) para alimentar una señal de medición (A) a la conexión de consumidor (8) en un momento de medición (tk) de la secuencia; y
una unidad de evaluación (15) configurada para detectar una respuesta de señal (E) de la señal de medición (A) alimentada en la conexión de consumidor (8) y determinar a partir de esto un valor de conductancia (Gk), correspondiente al momento de medición (tk) mencionado, de la conexión de consumidor (8), leer el valor de conductancia de referencia (Sk), correspondiente al momento de medición (tk) mencionado, de la memoria (12), comparar el valor de conductancia (Gk) determinado con el valor de conductancia de referencia (Sk) determinado y, si el valor de conductancia (Gk) determinado queda por debajo de este valor de conductancia de referencia (Sk), sustituir este valor de conductancia de referencia (Sk) en la memoria (12) por el valor de conductancia (Gk) determinado,
estando configurado también el dispositivo de medición (10) para activar reiteradamente el generador de señal (13) y la unidad de evaluación (15) para otro momento de medición (tk+1) respectivo de la secuencia y repetir esto para al menos otra secuencia de momentos de medición (tk) repartidos de la misma manera en otra ventana de tiempo (Wr+1) a fin de obtener en la memoria (12) una secuencia de valores de conductancia de referencia (Sk) que representa el perfil de carga básica (11) de la red doméstica (3), y
estando configurada también la unidad de evaluación (15) para incrementar el valor de conductancia de referencia (Sk) leído y sustituirlo en la memoria (12) por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia (Gk) determinado no queda por debajo del valor de conductancia de referencia (Sk) leído durante la comparación mencionada.
9. Dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que la unidad de evaluación (15) está configurada también para, después de determinarse el valor de conductancia (Gk), calcular un valor promedio móvil (Mk) a partir del valor de conductancia (Gk) determinado y de los valores de conductancia determinados que corresponden a un número (n) predeterminado de momentos de medición precedentes y para comparar el valor de conductancia (Gk) determinado con una diferencia del valor promedio móvil (Mk) y un valor de corrección (C) predefinido y, si el valor de conductancia (Gk) determinado no queda por debajo de la diferencia mencionada para el momento de medición (tk) mencionado, saltar la lectura del valor de conductancia de referencia (Sk) asignado al mismo y la comparación con el valor de conductancia (Gk) determinado, estando configurada también la unidad de evaluación (15) para leer el valor de conductancia de referencia (Sk), correspondiente al momento de medición (tk) mencionado, de la memoria (12), así como para incrementar el mismo y sustituirlo en la memoria (12) por el valor de conductancia de referencia incrementado, si el valor de conductancia (Gk) determinado no queda por debajo de la diferencia mencionada durante la comparación.
10. Dispositivo de medición de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que la unidad de evaluación (15) está configurada para multiplicar, con el fin de conseguir el incremento mencionado, el valor de conductancia de referencia (Sk) leído por un factor (F) predefinido, siendo tal factor (F) mayor que 1 y menor que 2, preferentemente de 1,01 a 1,2, en particular con preferencia de 1,05 aproximadamente.
11. Dispositivo de conmutación para conmutar un dispositivo de alimentación (25) a fin de retroalimentar energía a la red doméstica (3), que comprende el dispositivo de medición (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que el dispositivo de conmutación (24) se puede conectar al dispositivo de alimentación (25) y está configurado para comparar en un momento de medición (tk) el valor de conductancia (Gk) determinado con una suma del valor de conductancia de referencia (Sk) y un valor umbral (O) predefinido y, si el valor de conductancia (Gk) determinado supera la suma mencionada, conectar el dispositivo de alimentación (25) y, en caso contrario, desconectar el dispositivo de alimentación (25).
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