FR2982031A1 - Procede et systeme d'estimation de la consommation electrique d'un dispositif de chauffage electrique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur, dans lequel la courbe de charge électrique générale (P(t)) des installations électriques du souscripteur est établie (110) pendant une période de temps de mesure (DeltaT), afin de déterminer (130), à partir de la courbe de charge électrique générale, une plage horaire de chauffage électrique (DeltaT ) durant laquelle le dispositif de chauffage électrique est activé. Une courbe de puissance électrique (P*(t)) consommée par le dispositif de chauffage électrique durant ladite plage horaire de chauffage est alors discriminée (140) à partir de la courbe de charge électrique générale (P(t)) et la consommation électrique (E ) du dispositif de chauffage électrique est estimée (150) à partir de la courbe de puissance électrique discriminée (P*(t)). L'invention concerne en outre un dispositif d'estimation pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi qu'un système comprenant ce dispositif et un compteur électrique apte à établir la courbe de charge électrique générale (P(t)).

Description

PROCEDE ET SYSTEME D'ESTIMATION DE LA CONSOMMATION ELECTRIQUE D'UN DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE La présente invention concerne l'estimation de la consommation électrique de dispositifs de chauffage électrique, et plus particulièrement l'estimation de la consommation induite par l'utilisation de convecteurs électriques. Du fait de la part importante prise par la consommation d'énergie électrique aussi bien du côté des industriels que des particuliers, il existe, depuis un certain temps déjà, un intérêt croissant de la clientèle des fournisseurs d'électricité pour une meilleure connaissance de la consommation en énergie électrique. En particulier, ce besoin des clients de mieux connaître la consommation de leurs appareils électriques, afin par exemple de choisir un ensemble de services proposés pour améliorer la gestion de leur consommation, est de plus en plus pressant.

Afin de fournir à ces clients des informations permettant de maîtriser cette consommation, diverses solutions ont été proposées jusqu'ici. Une première solution, relativement fiable, consiste à disposer de la consommation individuelle de chaque appareil électrique du client, ce qui implique toutefois une intrusion chez le client pour instrumenter les appareils de l'installation. En plus de son caractère intrusif, cette solution n'est viable ni économiquement ni techniquement. D'autres méthodes non-intrusives ont également été proposées, basées sur le principe de décomposition de la courbe de charge. Ainsi, une première approche non-intrusive de décomposition de la courbe de charge recourt à la combinaison de connaissances a priori ou d'hypothèses avec un modèle thermodynamique du bâtiment ou du local étudié. L'inconvénient majeur d'une telle approche est de nécessiter l'exécution préalable d'un audit du bâtiment, ce qui est à la fois coûteux et induit une perte de temps. Une autre approche non-intrusive, de type statistique, s'appuie sur la description de chaque usage électrique des appareils par un modèle paramétré par des données économiques et climatiques, des caractéristiques physiques de l'usage, des informations sur les occupants et le type de logement. Une telle méthode nécessite cependant une longue phase d'apprentissage pour constituer un historique des consommations.

Enfin, une troisième approche non-intrusive, de type hybride, combine des techniques utilisées dans les deux approches précédentes afin d'améliorer l'estimation des usages électriques, par exemple au moyen de l'identification des usages fondée sur la signature de consommation (puissance active et puissance réactive) des appareils en régime permanent ou de l'identification des usages basée sur la signature de consommation des appareils en régime transitoire. Une telle approche est lourde à gérer, nécessite la mise en oeuvre d'une base de données de référence pour la phase d'apprentissage ainsi que l'intervention d'un professionnel pour installer le système. De plus, les systèmes commercialisés sont assez coûteux. Ces facteurs limitent la commercialisation de cette approche à grande échelle, surtout dans le secteur résidentiel. En outre, parmi les usages électriques possibles du souscripteur, aucune de ces approches ne s'attache en particulier à l'estimation de la consommation électrique spécifique des dispositifs de chauffage électrique parmi les différentes installations électriques du souscripteur, alors que ce type de chauffage est particulièrement répandu en France, notamment sous la forme de dispositifs par convection. En particulier, tous les travaux cités précédemment au sujet de la décomposition de la courbe de charge se sont soit désintéressés de l'usage particulier de chauffage électrique, soit nécessitent l'utilisation des données d'entrées, telles que des données d'apprentissage non automatique ou des données de mesures supplémentaires, entraînant un surcoût important. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de proposer une méthode d'estimation qui soit particulièrement adaptée à l'estimation de la consommation d'un dispositif de chauffage électrique, et ce de manière simple et non coûteuse.

A ce titre, la présente invention propose un procédé d'estimation de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur, comprenant les étapes consistant à : établir la courbe de charge électrique générale des installations électriques du souscripteur pendant une période de temps de mesure ; déterminer, à partir de la courbe de charge électrique générale, une plage horaire de chauffage électrique durant laquelle le dispositif de chauffage électrique est activé ; discriminer une courbe de puissance électrique consommée par le dispositif de chauffage électrique durant ladite plage horaire de chauffage électrique à partir de la courbe de charge électrique générale ; et estimer la consommation électrique du dispositif de chauffage électrique à partir de la courbe de puissance électrique discriminée et de la plage horaire de chauffage électrique.

Selon un mode de réalisation avantageux, la discrimination de la courbe de puissance électrique comprend l'application d'au moins un premier filtre morphologique à la courbe de charge électrique générale, la courbe de puissance électrique consommée par le dispositif de chauffage électrique étant obtenue à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale et la courbe résultant de l'application du premier filtre morphologique, ce qui permet de discriminer la consommation électrique due au chauffage électrique de la consommation électrique due à des appareils électroménagers. Avantageusement, la discrimination de la courbe de puissance électrique comprend en outre l'application d'un deuxième filtre morphologique à la courbe de charge électrique générale, le deuxième filtre morphologique présentant une fenêtre de filtrage de durée supérieure à la fenêtre de filtrage du premier filtre morphologique, et la courbe de puissance électrique consommée par le dispositif de chauffage électrique étant obtenue à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale et la courbe résultant de l'application du premier filtre morphologique, additionnée à la courbe résultant de l'application du deuxième filtre morphologique. Ceci permet de tenir compte d'un phénomène de saturation de la consommation électrique de dispositifs de chauffage électrique. Selon un mode de réalisation, la détermination de la plage horaire de chauffage électrique comprend la comparaison de la densité de variation de la courbe de charge électrique générale avec un seuil de détection. Avantageusement, lorsque le mode de régulation du dispositif de chauffage électrique correspond à un mode de régulation électromécanique, le procédé comprend l'application d'un pré-filtrage morphologique sur la courbe de charge électrique générale avant la discrimination de la courbe de puissance électrique consommée, afin de discriminer des appareils électroménagers de type plaque de cuisson. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une phase d'apprentissage préalable au cours de laquelle au moins un paramètre de régulation du dispositif de chauffage électrique est déterminé à partir de l'établissement d'une courbe de charge électrique générale durant une période de temps d'apprentissage. En particulier, lorsque ce paramètre de régulation est le mode de régulation du dispositif de chauffage électrique, la phase d'apprentissage préalable comprend la détermination du mode de régulation du dispositif de chauffage électrique au moyen de l'application d'une transformation de Fourier à la courbe de charge électrique générale établie durant la période de temps d'apprentissage. Par ailleurs, lorsque ce paramètre de régulation est la période de régulation du dispositif de chauffage électrique, la phase d'apprentissage préalable comprenant en outre la détermination de cette période de régulation lorsque le mode de régulation déterminé correspond à un mode de régulation électrique.

Selon un mode de réalisation, une valeur minimale de puissance de la courbe de charge électrique générale établie durant la période de temps d'apprentissage est déterminée au cours de la phase préalable d'apprentissage. Cette valeur minimale de puissance est avantageusement utilisée, lors de la discrimination de la courbe de puissance électrique, pour obtenir la courbe de puissance électrique consommée par le dispositif de chauffage électrique et/ou lors d'une étape de correction de la consommation électrique estimée à partir de la courbe de puissance électrique consommée. Selon un mode de réalisation, l'établissement de la courbe de charge électrique générale comprend l'échantillonnage de la courbe de charge électrique générale. Cet échantillonnage est avantageusement réalisé à une fréquence d'échantillonnage comprise entre 0,5 et 10 Hz. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffage électrique est un dispositif de chauffage par convection. La présente invention propose en outre un dispositif d'estimation de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur, le dispositif comprenant : une unité de communication apte à recevoir, sous forme de données numériques, une courbe de charge électrique générale des installations électriques du souscripteur établie par un compteur électrique pendant une période de temps de mesure; et une unité de traitement arrangée pour déterminer, à partir de la courbe de charge électrique générale reçue par l'unité de communication, une plage horaire de chauffage électrique durant laquelle le dispositif de chauffage électrique est activé, pour discriminer une courbe de puissance électrique consommée par le dispositif de chauffage électrique durant cette plage horaire de chauffage électrique à partir de la courbe de charge électrique générale, et pour estimer la consommation électrique du dispositif de chauffage électrique à partir de la courbe de puissance électrique consommée discriminée et de la plage horaire de chauffage électrique. Dans un mode de réalisation particulier, ce dispositif d'estimation est un serveur distant connecté au compteur électrique par l'intermédiaire d'un réseau filaire, en particulier par l'intermédiaire du réseau internet, la courbe de charge électrique générale des installations électriques du souscripteur étant transmise sous forme de données numériques au moyen dudit réseau filaire. La présente invention propose en outre un système d'estimation de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur, ce système comprenant un compteur électrique, configuré pour établir une courbe de charge électrique générale des installations électriques du souscripteur, et un dispositif d'estimation tel que décrit ci-avant. La présente invention propose enfin un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour réaliser les étapes du procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur ci-avant, lorsque les instructions sont exécutées par un ordinateur ou une unité de traitement d'un dispositif d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique. Un tel programme d'ordinateur doit être considéré comme un produit dans le cadre de la protection qui est recherchée par la présente demande de brevet. Le procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage, ainsi que le dispositif d'estimation correspondant et le système comprenant un tel dispositif, seront mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels : - la figure 1 représente, à titre illustratif, un organigramme général de mise en oeuvre du procédé d'estimation de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique conforme à l'objet de la présente invention ; - la figure 2 représente un organigramme de mise en oeuvre de ce procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 3 représente un organigramme de mise en oeuvre de ce procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 4 représente un organigramme spécifique de mise en oeuvre d'une étape d'apprentissage préalable selon la présente invention ; - les figures 5A et 5B illustrent l'étape de détection du mode de régulation du dispositif de chauffage électrique dans un mode particulier de réalisation employant une transformation de Fourier ; - les figures 6A à 6C illustrent la discrimination de la courbe de puissance électrique consommée à partir de la courbe de charge électrique générale, selon un mode de réalisation de la présente invention ; et - la figure 7 représente, à titre illustratif, un schéma fonctionnel de l'architecture d'un système d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique selon la présente invention. On se réfère maintenant à la figure 1, sur laquelle est représenté un organigramme général de mise en oeuvre du procédé d'estimation de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur, conformément à l'objet de la présente invention. Le dispositif de chauffage électrique dont on cherche à estimer à la consommation peut prendre la forme d'un, voire plusieurs, dispositif de chauffage électrique, entre autres du type des dispositifs à deux états de fonctionnement (ON/OFF), comme par exemple un dispositif de chauffage par convection. Dans ce procédé, la courbe de charge électrique générale P(t) des installations électriques du souscripteur est tout d'abord établie pendant une période de temps de mesure AT (étape 110). Cette période de temps de mesure AT peut être notamment d'un jour entier, voire de plusieurs jours, en fonction du besoin de connaissance du souscripteur quant à la consommation électrique causée par son chauffage. La courbe de charge électrique générale P(t) correspond ainsi à l'évolution temporelle, sur la période de temps de mesure AT, de la puissance électrique consommée par l'ensemble des installations électriques du souscripteur, que ce soit des installations de chauffage ou autres. En particulier, l'établissement de cette courbe est avantageusement effectué au niveau du compteur électrique du souscripteur, lequel relève la consommation électrique de l'ensemble des installations de ce souscripteur. Cette opération d'établissement de cette courbe peut comprendre l'échantillonnage de la courbe de charge électrique générale P(t) des installations du souscripteur durant la période de temps de mesure AT, ce qui permet d'obtenir un ensemble de valeurs échantillonnées de puissance générale consommée P(1) à P(m), représentant numériquement la courbe de charge électrique générale P(t). Ces valeurs échantillonnées peuvent alors être utilisées au cours des étapes suivantes du procédé, comme décrit ultérieurement.

En particulier, un tel échantillonnage peut être avantageusement réalisé à une fréquence d'échantillonnage fe de l'ordre du hertz, de préférence comprise entre 0,5 et 10 Hz, ce qui permet un bon compromis, un tel échantillonnage étant réalisable aisément et ne nécessitant pas trop de ressources tout en procurant suffisamment d'informations pour l'application de la présente invention.

Dans ce cas, la courbe de charge électrique générale P(t) est représentée numériquement sous la forme d'une suite de valeurs échantillonnées de puissance générale consommée P(1) à P(m), espacées temporellement de 1/fe secondes. Une fois la courbe de charge électrique générale P(t) des installations du souscripteur établie, une plage horaire de chauffage électrique ATchauf, durant laquelle le dispositif de chauffage électrique est activé, est alors déterminée à partir de cette courbe de charge électrique générale P(t) (étape 120). Une telle détermination est avantageusement réalisée au moyen de la comparaison de la densité de variation de la courbe de charge électrique générale avec un seuil de détection.

On entend ici par « densité de variation de la courbe de charge électrique générale » le nombre de sauts de puissance, positifs ou négatifs, d'une valeur supérieure à un seuil de variation de puissance, par exemple d'une valeur de 100 W, sur un intervalle de temps défini, par exemple 10 minutes. En effet, la régulation automatique d'un dispositif de chauffage électrique implique une densité importante de variations au niveau de la courbe de charge électrique générale. Il est alors possible de définir un seuil de détection correspondant à un nombre de sauts de puissance durant une période définie (par exemple un saut de puissance par minute) au-delà duquel la densité de variation est indicative de l'activation d'un dispositif de chauffage électrique.

La plage horaire ATchauf correspond ainsi à un, voire plusieurs, intervalle de temps de chauffage, compris dans la période de temps de mesure AT, au cours duquel le dispositif de chauffage électrique est activé. S'il s'avère qu'aucune activation d'un dispositif de chauffage de type électrique n'est détectée à ce niveau, il n'est pas utile de poursuivre le procédé de la présente invention qui peut alors s'arrêter à ce stade. Une fois déterminée la plage horaire de chauffage électrique ATchauf, on procède alors à la discrimination d'une courbe de puissance électrique P*(t), consommée par le dispositif de chauffage électrique durant cette plage horaire de chauffage électrique ATchauf, à partir de la courbe de charge électrique générale P(t) (étape 130). En particulier, une telle opération de discrimination est avantageusement réalisée en appliquant un ou plusieurs filtrage(s) morphologique(s) à la courbe de charge électrique générale P(t), afin d'obtenir la courbe de puissance électrique P*(t) consommée par le dispositif de chauffage électrique. Cette courbe de puissance électrique P*(t) peut être définie, en d'autres termes, comme correspondant à la courbe de charge estimée du chauffage électrique. Lorsque la courbe de charge électrique générale P(t) est représentée numériquement sous la forme d'un ensemble de valeurs échantillonnées de puissance générale consommée P(1) à P(m), ce(s) filtrage(s) morphologique(s) sont appliquées à ces valeurs échantillonnées P(1) à P(m), afin d'obtenir des valeurs échantillonnées P*(1) à P*(m) représentant numériquement la courbe de puissance électrique P*(t) consommée par le dispositif de chauffage électrique. Ainsi, dans un premier mode de réalisation, cette opération de discrimination comprend l'application d'un premier filtre morphologique FM1 à la courbe de charge électrique générale P(t). Ce filtre morphologique FM1 est typiquement de type « ouverture et fermeture » et présente une première fenêtre de filtrage dont la durée permet de supprimer les parties variant rapidement sur la courbe de charge électrique générale P(t).

La durée de cette première fenêtre de filtrage est ainsi avantageusement de l'ordre de quelques dizaines de minutes, par exemple une demi-heure, afin de ne conserver que les composantes de cette courbe P(t) variant plus lentement que cette fenêtre, en l'occurrence les composantes de consommation dues à d'autres appareils électrique de type appareils électroménagers (four, etc.). La courbe de puissance électrique P*(t) consommée par le dispositif de chauffage électrique est alors obtenue à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale P(t) et la courbe PFmi(t) résultant de l'application du premier filtre morphologique FM1.

En d'autres termes : P*(t) = P(t) - PFmi(t), cette opération pouvant se faire sur chacune des valeurs échantillonnées respectives P(1) à P(m) et PFmi(1) à PFmi(m) afin d'obtenir les valeurs échantillonnées P*(1) à P*(m) décrivant numériquement la courbe P*(t). Dans ce premier mode de réalisation, dans la mesure où on a retiré de la courbe générale de charge générale les composantes de consommation électrique liées aux autres dispositifs électriques tels que les appareils électroménagers, la courbe P*(t) obtenue reflète assez précisément la consommation électrique due au chauffage électrique et peut être utilisée telle quelle pour estimer la consommation due au chauffage électrique.

L'utilisation d'un filtrage morphologique est ainsi particulièrement avantageuse dans un contexte d'estimation de la consommation d'un dispositif de chauffage électrique, dans la mesure où ce type de filtrage fait ressortir les variations rapides de puissance correspondant typiquement à la régulation automatique de tels dispositifs de chauffage électrique, et permet donc de mieux discriminer la consommation de ce type de dispositif électrique par rapport aux autres installations électriques du souscripteur. Dans un deuxième mode de réalisation, outre l'application de ce premier filtre morphologique FM1, cette opération de discrimination comprend l'application d'un deuxième filtre morphologique FM2 à la courbe de charge électrique générale P(t).

Ce deuxième filtre morphologique FM2, également typiquement de type « ouverture et fermeture », présente une fenêtre de filtrage dont la durée permet de conserver les composantes variant très lentement sur la courbe de charge électrique générale P(t).

La fenêtre de filtrage de ce deuxième filtre FM2 présente ainsi une durée supérieure à la fenêtre de filtrage du premier filtre FM1, qui peut être comprise entre 5 et 10 heures, par exemple de 8 heures, afin de distinguer les équipements électroménagers fonctionnant pendant une ou deux heures des équipements électriques fonctionnant pendant plus longtemps.

En effet, dans certains cas, il se peut qu'un des dispositifs de chauffage fonctionne en « saturation », c'est-à-dire qu'il reste activé en permanence pendant des périodes de temps très longues, en dépit du type de régulation employé. La consommation due à de tels dispositifs fonctionnant en « saturation » est filtrée dans le premier mode de réalisation, ce qui amène à une sous-estimation de la consommation du chauffage électrique limitant la précision de l'estimation dans ce premier mode de réalisation. A contrario, dans le deuxième mode de réalisation, la courbe de puissance électrique P*(t) consommée par le dispositif de chauffage électrique est obtenue à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale P(t) et la courbe PFmi(t) résultant de l'application du premier filtre morphologique FM1 (comme dans le premier mode de réalisation), additionnée à la courbe PFM2(t) résultant de l'application du deuxième filtre morphologique FM2. En d'autres termes : P*(t) = P(t) - PFmi(t) + PFM2(t), cette opération pouvant se faire sur chacune des valeurs échantillonnées respectives P(1) à P(m), PFm ( 1 ) à PFm 1(m) et PFm2(1) à PFM2 (m) afin d'obtenir les valeurs échantillonnées P*(1) à P*(m) décrivant numériquement la courbe P*(t). Ce deuxième mode de réalisation est ainsi plus précis dans son estimation, dans la mesure où la courbe P*(t) obtenue reflète la consommation électrique due au chauffage électrique, débarrassée des composantes liées aux équipements électroménagers mais en tenant compte des dispositifs de chauffage électrique fonctionnant éventuellement en saturation.

Dans un troisième mode de réalisation, outre l'application des deux filtres morphologiques FM1 et FM2, l'opération de discrimination est réalisée en tenant compte de la valeur minimale de puissance PFM1,2 des courbes PFmi(t) et PFM2(t) obtenues par les deux filtrages morphologiques.

En effet, la courbe de charge électrique générale P(t) peut être influencée par des équipements électriques fonctionnant en permanence, lesquels ne sont pas forcément des équipements de chauffage électrique. Cela peut être le cas d'appareils électrique en veille, ou fonctionnant en permanence (réveils), etc Ce type de consommation n'est filtrée ni par le premier filtrage morphologique FM1, ni par le deuxième filtrage morphologique FM2, ce qui peut aboutir à une surestimation de la consommation du chauffage électrique limitant la précision de l'estimation. Ceci se traduit graphiquement notamment par une surélévation des courbes PFmi(t) et PFM2(t) obtenues par les deux filtrages morphologiques.

Afin de corriger une telle surestimation, la valeur minimale de puissance PFM1,2 est obtenue en déterminant les valeurs minimales respectives de chaque courbe PFmi(t) et PFM2(t) et en sélectionnant la plus faible de ces deux valeurs minimale. La détermination et l'utilisation de cette valeur minimale de puissance PFM1,2 permet de tenir compte de l'influence de tels équipements sur cette courbe de charge électrique générale P(t) et de la corriger, notamment au niveau de l'opération de discrimination. Ainsi, dans ce troisième mode de réalisation, la courbe de puissance électrique P*(t) consommée par le dispositif de chauffage électrique est obtenue à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale P(t) et la courbe PFmi(t) résultant de l'application du premier filtre morphologique FM1 (comme dans le premier mode de réalisation), additionnée à la courbe PFM2(t) résultant de l'application du deuxième filtre morphologique FM2 (comme dans le deuxième mode de réalisation) et à laquelle on retire une constante (graphiquement, une droite) correspondant à la valeur minimale de puissance PFM1,2.

En d'autres termes : P*(t) = P(t) - PFM1(t) + PFM2(t) - Prm1,2, cette opération pouvant se faire sur chacune des valeurs échantillonnées respectives P(1) à P(m), Prm1(1) à Prmi(m) et Prm2(1) à PFM2(m), avec l'unique valeur PFM1,2 pour tous les rangs d'échantillon, afin d'obtenir les valeurs échantillonnées P*(1) à P*(m) décrivant numériquement la courbe P*(t). Ce troisième mode de réalisation reste relativement précis, en termes d'estimation, tant que la valeur minimale de puissance PFM1,2 des courbes PFM1(t) et PFM2(t) reflète bien la consommation électrique induite par des équipements qui ne sont pas liés au chauffage électrique.

Cependant, il peut exister des situations où cette valeur minimale de puissance PFM1,2 contient une composante correspondant à une consommation électrique incluant une partie liée au chauffage électrique. Ceci est en particulier le cas lorsque le souscripteur utilise plusieurs dispositifs de chauffage électrique, et qu'un de ces dispositifs de chauffage électrique est activé en permanence, ce qui peut engendrer une forte consommation (par exemple de l'ordre de 500 W) pouvant influencer l'estimation de la consommation électrique du chauffage. Dans ce type de situation, en retirant la valeur minimale de puissance Prm1,2 dans l'équation ci-avant, on ne tient plus compte de la contribution d'un tel dispositif en saturation, ce qui peut rendre imprécise l'estimation de la consommation du chauffage électrique. Afin de tenir compte du risque de sous-estimation induit par le troisième mode de réalisation, un quatrième mode de réalisation de l'opération de discrimination comprend l'utilisation d'une valeur minimale de puissance Pinin, déterminée sur une plage de temps plus grande que la période de temps de mesure AT, afin de vérifier si la valeur minimale de puissance PFM1,2 des courbes PFmi(t) et PFM2(t) doit bien être retranchée, ou remplacée, pour obtenir la courbe P*(t). Dans ce quatrième mode de réalisation, on compare dans un premier temps la valeur minimale de puissance PFM1,2, obtenue à partir des courbes PFmi(t) et PFM2(t), avec la valeur minimale de puissance Pinin obtenue à partir d'une courbe de charge électrique générale déterminée sur une plage de temps plus grande que la période de temps de mesure AT, typiquement lors d'une phase préalable d'apprentissage comme cela sera illustré plus loin. Dans la plupart des cas, il n'y a pas de saturation de dispositifs de chauffage électrique, cette valeur minimale de puissance Pinin est assez proche de la valeur minimale de puissance PFM1,2 des courbes PFmi(t) et PFM2(t). Ce cas normal se détecte lorsque l'écart entre les deux valeurs est inférieur à une valeur prédéfinie, qui peut être par exemple de 350 W. Dans ce cas, on peut donc utiliser l'équation du troisième mode de réalisation avec une certaine garantie de précision.

Par contre, s'il s'avère que la valeur minimale de puissance PFM1,2 est très supérieure à la valeur minimale de puissance Pinin, ce qui est le cas lorsque l'écart entre ces deux valeurs est supérieur à une valeur prédéfinie (qui peut être par exemple de 350 W), ceci indique qu'un des dispositifs de chauffage électrique fonctionne probablement en saturation, et donc que l'équation du troisième mode de réalisation n'est plus complètement exacte. Il faut alors recourir à une autre formule qui consiste à obtenir la courbe de puissance électrique P*(t) à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale P(t) et la courbe PFmi(t) résultant de l'application du premier filtre morphologique FM1, additionnée à la courbe PFM2(t) résultant de l'application du deuxième filtre morphologique FM2 et à laquelle on retire une constante (graphiquement, une droite) correspondant à la valeur minimale de puissance Pinin. En d'autres termes, dans ce dernier mode de réalisation : P*(t) = P(t) - PFmi(t) + PFM2(t) - P., cette opération pouvant se faire sur chacune des valeurs échantillonnées respectives P(1) à P(m), PFmi(1) à PFmi(m) et PFm2(1) à PFM2(m), avec l'unique valeur Pinin pour tous les rangs d'échantillon, afin d'obtenir les valeurs échantillonnées P*(1) à P*(m) décrivant numériquement la courbe P*(t). A titre d'exemple, si la valeur minimale Pinin de la courbe de charge des installations du souscripteur mesurée pendant une semaine est de 50 W, tandis que la valeur minimale de puissance PFM1,2 des courbes PFmi(t) et PFM2(t), obtenues à partir d'une courbe de charge P(t) mesurée pendant un jour, est de 1100 W, la comparaison de ces deux valeurs indique un écart tel qu'il convient de soustraire la valeur Pinin, et non la valeur PFM1,2, pour obtenir la courbe P*(t) en tenant compte de la consommation des dispositifs électriques de chauffage en saturation. Une fois cette courbe de puissance électrique consommée P*(t) discriminée, la consommation électrique Echauf du dispositif de chauffage électrique peut alors être estimée (étape 140), à partir de cette courbe de puissance électrique consommée P*(t) et de la plage horaire ATchauf précédemment déterminée. En particulier, cette estimation peut être réalisée en calculant l'intégrale de la courbe de puissance électrique P*(t) discriminée sur la plage horaire ATchauf, et en multipliant éventuellement le résultat obtenu par un coefficient correcteur dépendant du mode de régulation utilisé par le dispositif de chauffage électrique, ce qui permet d'obtenir l'énergie électrique consommée sur par le dispositif de chauffage électrique durant cette plage horaire ATchauf, cette énergie électrique correspondant à la consommation électrique Echauf. En d'autres termes, la consommation électrique peut être obtenue au moyen de l'équation suivante : Echauf = Kreg - SP *(t).dt A.Tchal,f où Kreg est un coefficient correcteur dépendant du mode de régulation du dispositif de chauffage électrique. Typiquement, Kreg=0,95 pour un mode de régulation de type électronique et Kreg=0,85 pour un mode de régulation de type 20 électromécanique. Ce coefficient correcteur permet notamment de tenir compte d'une surestimation structurelle dans le calcul de l'intégrale ci-avant, qui pourrait aboutir à prendre en compte un reliquat énergétique venant d'autres sources de consommation si un tel coefficient correcteur n'était pas employé. 25 Ainsi, avec un tel procédé d'estimation, la consommation du chauffage électrique d'un souscripteur peut être estimée simplement à partir de la seule courbe de charge générale des installations du souscripteur, laquelle est aisément rendue disponible au moyen de son compteur électrique. Cette solution est donc simple et peu coûteuse, notamment en comparaison d'autres types de solution plus 30 complexes impliquant une décomposition de la courbe de charge.

On se réfère maintenant à la figure 2, sur laquelle est représenté un organigramme de mise en oeuvre du procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Dans ce premier mode de réalisation, les étapes d'établissement de la courbe de charge générale P(t), de détermination de la plage horaire de chauffage électrique ATchauf, de discrimination de la courbe de puissance électrique consommée P*(t) et d'estimation de la consommation électrique Eaaa (i.e. les étapes 210,220,230 et 240) sont similaires respectivement aux étapes 110,120,130 et 140 telles qu'illustrées sur la figure 1, et ne seront donc pas rediscutées en détail. Ce premier mode de réalisation se distingue du procédé illustré sur la figure 1 en ce qu'il comporte éventuellement une étape supplémentaire de pré-filtrage (étape 223) en fonction du mode de régulation (désigné par Mreg sur la figure 2) employé par le dispositif de chauffage électrique. En effet, un dispositif de chauffage électrique fonctionne habituellement selon un mode de régulation automatique visant au maintien d'une température souhaitée par le souscripteur, et définie au préalable par réglage, dans le lieu à chauffer.

Deux grandes classes de mode de régulation automatique peuvent ainsi être distinguées : - d'une part, le mode de régulation dit « électromécanique » dans lequel le dispositif de chauffage électrique est activé automatiquement en fonction de l'écart entre la température relevée par un thermostat (par exemple à lame bi-métallique) et la température de consigne réglée par le souscripteur. Avec ce type de régulation automatique, l'activation du chauffage a lieu tant que la température relevée par le thermostat est inférieure à la température de consigne d'un écart prédéfini, ce qui induit des plages horaires de variation typiquement irrégulières. - d'autre part, le mode de régulation automatique dit « électronique » dans lequel le dispositif de chauffage électrique est activé automatiquement, cette activation ayant lieu à des intervalles fixes et pour une durée plus ou moins longue pour atteindre la température de consigne programmée par le souscripteur. A ce titre, après la détermination d'une plage horaire de chauffage électrique, si le mode de régulation Mreg est déterminé comme étant de type électronique (étape 221), alors la discrimination de la courbe de puissance consommée P*(t) peut se faire au moyen de la détection d'intervalles de temps d'activation réguliers. Par contre, si le mode de régulation Mreg est déterminé comme étant de type électromécanique (étape 221), alors les variations de consommation engendrées sur la courbe de charge générale peuvent être confondues avec des variations causées par d'autres usages électriques tels que l'allumage d'un four ou d'une plaque de cuisson. Dans un tel cas de figure, il est avantageux de procéder à un pré-filtrage (étape 223) de la courbe de charge générale P(t) avant de soumettre celle-ci au processus de discrimination visant à obtenir la courbe de puissance consommée P*(t), ce qui permet d'extraire les plages de régulation rapides associées à des usages électriques autres que l'utilisation d'un dispositif de chauffage électrique. Ce pré-filtrage peut ainsi prendre la forme d'un filtrage morphologique se concentrant sur des zones de régulation rapide de la courbe de charge générale, c'est-à-dire présentant une fenêtre de filtrage de durée très courte, typiquement de l'ordre de quelques minutes (une minute par exemple). La courbe de charge électrique générale P(t), sur laquelle est appliquée un tel pré-filtrage, est alors utilisée ensuite, lors de l'étape 230 de discrimination afin d'obtenir la courbe de puissance électrique consommée P*(t) permettant l'estimation de la consommation électrique du dispositif de chauffage électrique. Le procédé peut être avantageusement précédé d'une phase préalable d'apprentissage (étape 200) au cours de laquelle un, ou plusieurs, paramètre de régulation du dispositif de chauffage électrique est déterminé. Une telle phase d'apprentissage est détaillée ultérieurement en référence à la figure 4.

Parmi ces paramètres de régulation, entre autres, le mode de régulation Mreg du dispositif de chauffage électrique du souscripteur peut être déterminé une bonne fois pour toutes au cours de cette phase d'apprentissage, ce mode de régulation étant alors utilisé pour décider s'il convient ou non d'appliquer un pré-filtrage à la courbe de charge électrique générale P(t). En outre, s'il s'avère au cours de cette phase d'apprentissage que le mode de régulation Mreg est déterminé comme étant de type électronique, il est alors avantageux en outre de déterminer un autre paramètre de régulation correspondant à la période de régulation ATreg associée à ce type de régulation électronique, ce paramètre pouvant être utilisé notamment lors de la détermination de la plage horaire de chauffage électrique.

La période de régulation est ainsi avantageusement utilisée pour régler le seuil de détection servant à déterminer la période de temps de chauffage ATchauf. Par exemple, lorsque le chauffage électrique présente un mode de régulation électronique avec des pics d'activation toutes les 40 secondes, comme cela est illustré plus loin sur la figure 5A, alors le seuil de détection peut être fixé à un saut de puissance par minute afin de permettre la détection des instants d'activation et de désactivation du chauffage électrique. On se réfère maintenant à la figure 3, sur laquelle est représenté un organigramme de mise en oeuvre du procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce deuxième mode de réalisation les étapes d'établissement de la courbe de charge générale P(t), de détermination de la plage horaire de chauffage électrique ATchauf, de discrimination de la courbe de puissance électrique consommée P*(t) et d'estimation de la consommation électrique Echaut ainsi que l'éventuelle étape de pré-filtrage de la courbe de charge générale en fonction du mode de régulation déterminé (i.e. les étapes 310,320,323,330 et 340) sont similaires respectivement aux étapes 210,220,223,230 et 240 telles qu'illustrées sur la figure 2, et ne seront donc pas rediscutées en détail.

Ce deuxième mode de réalisation se distingue cependant du premier mode de réalisation illustré sur la figure 1 en ce qu'il comporte une étape supplémentaire de correction (étape 350) de la consommation électrique Eana estimée à partir de la courbe de puissance électrique consommée P*(t) et de la plage horaire de chauffage électrique 3,Tchanf. Une telle correction est particulièrement avantageuse lorsqu'il existe un risque de saturation de la consommation électrique liée au chauffage électrique sur la période de mesure AT. Comme évoqué précédemment, ceci est en particulier le cas lorsque le souscripteur utilise plusieurs dispositifs de chauffage électrique, et qu'un de ces dispositifs de chauffage électrique est activé en permanence, ce qui peut engendrer une forte consommation (par exemple de l'ordre de 500 W) pouvant influencer l'estimation de la consommation électrique du chauffage. Afin de détecter l'occurrence d'une telle saturation, la correction utilise la connaissance d'une valeur minimale de puissance consommée P n, déterminée au préalable et correspondant à la consommation engendrée habituellement par les appareils en mode veille, ou consommant 24 heures sur 24 (réveils...). Encore une fois, cette valeur minimale de puissance consommée Pniln peut être notamment déterminée, une fois pour toutes, lors de la phase préalable d'apprentissage (étape 300) au cours de laquelle est déterminé également le mode de régulation Mreg, ainsi qu'éventuellement la période de régulation ATreg si ce mode de régulation est de type électronique. S'il s'avère que cette valeur minimale de puissance consommée Pniln ne correspond pas, voire est très supérieure, à la valeur minimale Pmm,p* de la courbe de puissance électrique consommée P*(t), alors une saturation de la courbe de charge est détectée et la valeur Eana de consommation électrique est corrigée en tenant compte de cette valeur minimale de puissance consommée Pmin, par exemple en ajoutant une composante d'énergie de saturation ESAT correspondant à (P )* ATchauf à cette valeur Eana de consommation électrique. Ainsi, en reprenant un exemple où Pmin = 50 W en temps normal alors que Pmin,p* est de 1100 W pour une courbe de charge estimée P*(t) déduite à partir d'une courbe de charge P(t) mesurée sur ATchna = 24 heures, cette composante d'énergie de saturation ESAT vaut (1100-50)*24=25200 Wh, à rajouter à la valeur Earnif estimée précédemment. Ainsi, ce mode de réalisation de la figure 3 propose une correction de la consommation électrique estimée Echauf, à partir d'une valeur Pinin minimale de puissance consommée Pinin déterminée sur une longue période de temps, et se propose comme une alternative de la correction de la courbe de puissance électrique consommée P*(t), au moyen de cette même valeur Pinin, telle qu'introduite dans le quatrième mode de réalisation de l'opération de discrimination de cette la courbe de puissance électrique consommée P*(t), discuté ci-avant en relation avec la figure 1. Ce mode de réalisation de la figure 3 est donc particulièrement avantageux lorsque la discrimination de la courbe de puissance électrique consommée P*(t) est effectuée selon l'un des trois premiers modes de réalisation de l'opération de discrimination de la courbe P*(t) présentés ci-avant en relation avec la figure 1.

On se réfère maintenant à la figure 4, sur laquelle est représenté un organigramme spécifique de mise en oeuvre d'une étape d'apprentissage préalable selon la présente invention. Une telle phase d'apprentissage est effectuée durant une certaine période de temps d'apprentissage ATapp pouvant être de l'ordre d'une ou plusieurs semaines, par exemple une période d'une semaine durant l'hiver, ce qui permet de se placer à un moment de l'année où le souscripteur utilise a priori son chauffage électrique. Au cours de cette phase d'apprentissage, une courbe de charge générale Papp(t) des installations électriques du souscripteur est établie (étape 401), similairement à ce qui est réalisé lors de l'établissement de cette courbe durant une période de temps de mesure AT, durant la période de temps d'apprentissage ATapp. Une fois cette courbe de charge générale Papp(t) établie, une étape optionnelle de détection de l'utilisation d'un chauffage électrique, au cours de cette période de temps d'apprentissage ATapp, peut être réalisée (étape 403), afin de déterminer si le souscripteur utilise bien un chauffage de type électrique, ou un autre type de chauffage. La phase d'apprentissage se poursuit alors par la détermination d'un premier paramètre de régulation correspondant au mode de régulation Mreg du dispositif de chauffage électrique (étape 405), au moyen de la courbe de charge électrique générale Papp(t) établie durant la période de temps d'apprentissage ATapp. S'il est déterminé, par exemple, que le mode de régulation Mreg, correspond à un chauffage électrique par plancher chauffant (par exemple en calculant le nombre de sauts de puissance par jour sur la courbe de charge électrique générale Papp(t) établie durant la période de temps d'apprentissage ATapp et en déterminant que ce nombre est très faible), alors le procédé peut s'arrêter à ce stade. Il peut être également déterminé, à ce stade, que le mode de régulation Mreg correspond à un mode de régulation de type électromécanique, par exemple utilisant un thermostat. Ce type de régulation automatique est notamment caractérisé par des intervalles irréguliers d'activation du chauffage. Comme évoqué précédemment en relation avec les figures 2 et 3, lorsqu'un tel type de régulation électromécanique est déterminé, un pré-filtrage de la courbe de charge électrique générale est avantageusement effectué par la suite, afin de discriminer la composante de consommation liée au dispositif de chauffage électrique d'autres composants dues à l'utilisation d'appareils électriques de type plaque de cuisson ou four. Enfin, il peut être déterminé, à ce stade, que le mode de régulation Mreg, correspond à un mode de régulation de type électronique. Ce type de régulation automatique est notamment caractérisé par des intervalles réguliers d'activation du chauffage (par exemple de l'ordre de 40 secondes ou 80 secondes), ces intervalles étant alors plus ou moins espacés afin de maintenir la température du lieu à chauffer au niveau de la consigne indiquée par le souscripteur. Dans ce dernier cas, contrairement au mode de régulation de type électromécanique, le dispositif de chauffage électrique peut être aisément discriminé d'autres dispositifs électriques de type plaque de cuisson ou four, dans la mesure où ses phases d'activation présentent une durée régulière, et le filtrage morphologique peut être directement appliqué à la courbe de charge générale mesurée lors de la période de mesure AT, sans recourir à un pré-filtrage. La discrimination entre un mode de régulation correspondant à un mode de régulation de type électronique et un mode de régulation de type électromécanique peut avantageusement être effectuée à partir de l'application d'une transformation de Fourier à la courbe de charge électrique générale Papp(t) établie durant la période de temps d'apprentissage ATapp. Ce mode particulier de réalisation est illustré plus loin en relation avec les figures 5A et 5B.

En outre, lorsque le mode de régulation est déterminé comme étant de type électronique, la phase d'apprentissage comprend avantageusement une étape de détermination d'un deuxième paramètre de régulation correspondant à la période de temps de régulation ATreg (étape 407) caractérisant le dispositif de chauffage électrique du souscripteur.

Une telle période de temps de régulation ATreg peut alors être utilisée ultérieurement, lors de la détermination du seuil de détection évoquée précédemment en relation avec les figures 2 et 3, afin de déterminer les phases de fonctionnement du dispositif de chauffage électrique durant la période de temps de mesure AT.

A ce stade, les paramètres correspondant au mode de régulation Mreg, ainsi qu'éventuellement à la période de temps de régulation ATreg si ce mode de régulation est électronique, sont déterminés. Cependant, outre les paramètres de régulation ci-avant, il est aussi possible de déterminer au cours de cette phase préalable d'apprentissage un autre paramètre correspondant à la valeur minimale Pinin de la courbe de charge générale Papp(t) établie durant la période de temps d'apprentissage ATapp (étape 409). Une telle étape est réalisée en déterminant la valeur minimale de puissance consommée dans de cette courbe de charge générale Papp(t) sur l'ensemble de la période de temps d'apprentissage ATapp.

Ce paramètre Pmm peut alors être utilisé ultérieurement lors de la discrimination de la courbe P*(t) de puissance électrique consommée par le(s) dispositif(s) de chauffage électrique, et notamment lors d'une étape de discrimination 130 selon le quatrième mode de réalisation décrit tel que présenté précédemment en relation avec la figure 1, dans lequel cette courbe P*(t) est corrigée au moyen de ce paramètre P Alternativement, ce paramètre P,,,;,, peut aussi être utilisé ultérieurement lors d'une étape de l'étape 350 de correction telle que présentée précédemment en relation avec la figure 3, cette fois-ci pour corriger l'estimation Eaffid de la consommation électrique induite par le(s) dispositif(s) de chauffage électrique.

On se réfère maintenant aux figures 5A et 5B qui illustrent l'étape de détection du mode de régulation du dispositif de chauffage électrique dans un mode particulier de réalisation employant une transformation de Fourier. Sur ces figures sont illustrées les transformées de Fourier TF(f) obtenues respectivement en appliquant une transformation de Fourier à la courbe de charge générale Papp(t) établie durant la période de temps d'apprentissage ATapp, dans deux cas distincts : - lorsque le mode de régulation Mreg du dispositif de chauffage électrique est électronique (Cf. figure 5A); et - lorsque le mode de régulation Mreg du dispositif de chauffage électrique est électromécanique (Cf. figure 5B). En particulier, il apparaît sur la figure 5A des pics espacés régulièrement qui n'apparaissent pas du tout sur la figure 5B, beaucoup plus lisse. Ceci s'explique par le fait qu'un mode de régulation électronique se caractérise par des intervalles réguliers d'activation du chauffage, ce qui n'est pas le cas d'un mode de régulation électromécanique, irrégulier par nature. La transformée de Fourier révèle, par l'apparition de pics espacés régulièrement, ces intervalles réguliers d'activation et donc permet de distinguer ces deux modes de régulation. En particulier, sur la figure 5A, le premier pic apparaît à une fréquence, correspondant également à l'espacement entre deux pics successifs, qui se trouve être la fréquence de régulation freg (ici 0,025 Hz) du mode de régulation électronique, ce qui permet de retrouver la période de temps de régulation ATreg (ici, ATreg = freel = 40 secondes) du dispositif de chauffage électrique. Ainsi, l'application d'une transformation de Fourier à la courbe de charge générale Papp(t) établie durant la période de temps d'apprentissage ATapp permet non seulement de distinguer un mode de régulation électronique d'un mode de régulation électromécanique, mais également de déterminer la période de temps de régulation ATreg associée à ce mode de régulation électronique. On se réfère maintenant aux figures 6A à 6C, qui illustrent la discrimination de la courbe de puissance électrique consommée à partir de la courbe de charge électrique générale, selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 6A illustre en particulier, d'une part, la courbe de charge générale P(t) telle qu'établie durant une période de 4 jours (de J à J+4). Cette courbe P(t) varie très sensiblement dans le temps et présente une multitude de pics et de creux représentant autant de variations subites de puissance électrique consommée. La figure 6B, quant à elle, illustre la courbe PFmi(t) résultant de l'application du premier filtre morphologique FM1 à la courbe de charge générale P(t), ce premier filtre morphologique FM1 présentant une fenêtre de filtrage d'une durée d'une demi-heure. On voit bien que la courbe PFmi(t) passe substantiellement par les minima de la courbe de charge générale P(t), tous les pics de cette courbe P(t) ayant été supprimés avec ce premier filtre morphologique. Une courbe P*(t) correspondant à la soustraction P(t)-PFmi(t) conserve ainsi seulement les pics de la courbe de charge générale P(t), lesquels peuvent être associés dans une certaine mesure à la consommation due au chauffage électrique, ce qui permet une estimation à un premier niveau de précision à partir de cette courbe P*(t). La figure 6C, enfin, illustre la courbe PFM2(t) résultant de l'application du deuxième filtre morphologique FM2 à la courbe de charge générale P(t), ce deuxième filtre morphologique FM2 présentant une fenêtre de filtrage d'une durée de 8 heures. On voit bien que la courbe PFM2(t) est beaucoup plus lisse et permet de discriminer les usages relativement lents dans le temps, lesquels peuvent correspondre à des dispositifs de chauffage en mode « saturation ». Une courbe P*(t) correspondant à P(t)-PFmi(t)+PFm2(t) correspond donc aux pics de la courbe de charge générale P(t) surélevés aux instants où l'on observe des fonctionnements en saturation de chauffage électrique, ce qui permet une estimation à un deuxième niveau de précision à partir de cette courbe P*(t). Enfin, on voit bien sur ces figures que la courbe de charge électrique générale P(t), ainsi que les courbes PFmi(t) et PFM2(t), ne descendent jamais en dessous d'une valeur de puissance minimale Pmm,p., de l'ordre de 300 W, probablement due à des appareils électriques en veille qui ne sont pas des dispositifs de chauffage (puisqu'ils ne sont pas régulés sur 4 jours). Aussi, une courbe P*(t) correspondant à P(t)-PFmi(t)+PFm2(0-Pmin,p* correspond donc aux pics de la courbe de charge générale P(t), surélevés aux instants où l'on observe des fonctionnements en saturation de chauffage électrique mais abaissés globalement de cette valeur Pmm,p. pour contrer l'influence des appareils électriques en veille, ce qui permet une estimation à un troisième niveau de précision à partir de cette courbe P*(t). On se réfère maintenant à la figure 7, sur laquelle est représenté schématiquement un système d'estimation de la consommation d'au moins un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur selon la présente invention. Dans ce système, outre un dispositif de chauffage électrique RAD, un certain nombre d'équipements électriques ELECI à ELEC. sont installées dans un lieu D, par exemple le domicile d'un souscripteur.

Ici, un seul dispositif de chauffage électrique RAD est illustré par simplification, ce dispositif pouvant typiquement être un dispositif de chauffage à convection, mais un nombre quelconque de dispositifs de chauffage électrique RAD, peuvent être employés pour chauffer le lieu D, le procédé de la présente invention permettant alors d'estimer la consommation de l'ensemble de ces dispositifs de chauffage électrique.

L'ensemble des équipements électriques ELECI à ELEC. et le dispositif de chauffage électrique RAD sont alimentés électriquement par l'intermédiaire d'un compteur électrique CE, qui est ainsi capable de mesurer la consommation électrique générale de l'ensemble des installations électriques du souscripteur, en d'autres termes la courbe de charge générale de ce souscripteur. Ce compteur électrique CE peut comprendre une unité de traitement, désignée par PROCcE, apte à établir la courbe de charge générale P(t) des installations électriques du souscripteur pendant une période de temps de mesure AT, à partir de la mesure de la puissance électrique consommée par l'ensemble de ces installations. En particulier, cette unité de traitement PROCcE peut comprendre un convertisseur analogique/numérique apte à échantillonner la courbe analogique de consommation à une fréquence fe, afin de fournir en sortie un ensemble de valeurs échantillonnées P(1) à P(m) de puissance électrique générale consommée par les installations électriques du souscripteur. Ce compteur électrique peut avantageusement comprendre, en outre, une unité de communication, désignée par COMcE, apte à transmettre à des dispositifs tiers des données relatives à la courbe de charge générale P(t) telle qu'établie par l'unité de traitement PROCcE. En particulier, lorsque l'unité de traitement PROCcE procède à l'échantillonnage de la courbe de charge générale, ces données sont les valeurs échantillonnées P(1),...,P(m) de puissance électrique consommée. Dans un mode de réalisation, cette unité de communication COMcE comporte un port de type USB ou Ethernet permettant la connexion d'un câble pour le transfert de données vers un dispositif tiers, qui peut alors être un serveur distant SERV connecté à l'unité de communication COMCE par le biais du réseau internet (désigné par « www » sur la figure 7). Dans un autre mode de réalisation, cette unité de communication COMcE comporte un port permettant la connexion d'un dispositif de retransmission sans fil des données. Par exemple, ce port peut être de type USB, auquel cas le dispositif de retransmission peut être une clé USB bluetooth ou Wifi, permettant la transmission sans fil des données relatives à la courbe de charge générale P(t) vers un dispositif d'estimation DE. Enfin, cette unité de communication COMCE peut comporter, de manière intégrée, un émetteur radio fréquence capable d'émettre, directement et sans liaison filaire, les données relatives à la courbe de charge générale P(t), issues de l'unité de traitement PROCcE, vers le dispositif d'estimation DE. Le dispositif d'estimation DE comprend, pour sa part, une unité de communication COMDE apte à recevoir les données relatives à la courbe de charge générale P(t) émises par l'unité de communication COMCE du compteur électrique CE. Une telle unité de communication COMDE peut ainsi comprendre une antenne de réception radio fréquence. Ce dispositif d'estimation DE comprend également une unité de traitement PROCHE, (par exemple un processeur associé à une mémoire vive) configurée pour appliquer le filtrage morphologique à la courbe de charge générale telle que représentée par les données en question, ainsi que pour effectuer une estimation de la consommation électrique Echauf spécifique du dispositif de chauffage électrique RAD en fonction du résultat de ce filtrage morphologique. Les données relatives à la consommation électrique EcilAuF ainsi estimée peuvent alors être alors affichées, par exemple sur un afficheur dédié ou un portail web sécurisé, ou transmises grâce à l'unité de communication COMDE, vers un dispositif portable TEL pouvant être implémenté sous la forme d'un téléphone portable ou un « smartphone », afin d'y être affichées pour que le souscripteur ait connaissance de la consommation électrique liée au chauffage du lieu D. A titre d'exemple, en France, les compteurs « bleus électroniques » et les compteurs « Linky » présentent une sortie « téléinfo client », autrement désignée par TIC, permettant de mettre à disposition du client résidentiel des données représentant la puissance apparente avec un pas d'échantillonnage compris entre une et deux secondes. De telles données, représentatives de la courbe de charge générale, peuvent être utilisées lors de la mise en oeuvre de la présente invention.

Le souscripteur peut ainsi connecter une clé USB bluetooth sur une telle sortie TIC pour transmettre ces données échantillonnées vers un dispositif d'estimation implémenté sous la forme d'une passerelle de calcul, lequel va effectuer le filtrage morphologique et l'estimation de la consommation électrique Earnif à partir de ces données échantillonnées.

Il est ainsi possible de fournir à un client résidentiel muni d'un chauffage électrique, par exemple de type convecteurs, sa consommation détaillée et des conseils énergétiques personnalisés afin de baisser et optimiser cette consommation. Alternativement, dans le mode de réalisation où les données relatives à la courbe de charge générale P(t) sont transmises à un serveur distant SERV, c'est l'unité de traitement PROCsERv de ce serveur SERV qui effectue alors le filtrage morphologique et l'estimation de la consommation électrique EcilAuF spécifique du dispositif de chauffage électrique RAD en fonction du résultat de ce filtrage morphologique. La consommation électrique Earnif peut alors être affichée sur l'écran de ce serveur distant SERV, ce qui permet la surveillance à distance, par un opérateur, de l'évolution de la consommation électrique causée par un chauffage électrique. Ce mode de réalisation permet de fournir à un acteur du marché de l'énergie des moyens de vérification de prise en compte d'un ordre d'effacement de chauffage électrique, ce qui est particulièrement intéressant dans le contexte de développement des systèmes électriques intelligents (« smart grids »). Enfin, dans un autre mode de réalisation alternatif, l'ensemble des étapes du procédé peuvent être mises en oeuvre par l'unité de traitement PROCcE du compteur électrique CE. Un tel compteur intègre alors toutes les fonctionnalités nécessaires à l'estimation de la consommation Earnif des dispositifs de chauffage électrique et peut transmettre, au moyen de son unité de communication COMcE, cette consommation estimée Earnif vers un dispositif du souscripteur capable d'afficher cette consommation. La présente invention vise en outre un programme d'ordinateur comportant des instructions de code pour la mise en oeuvre des étapes du procédé d'estimation décrit ci-avant, et en particulier des étapes de filtrage morphologique et d'estimation de la consommation électrique à partir du résultat de ce filtrage morphologique, lorsque ces instructions de code sont exécutées par une unité de traitement, par exemple l'unité de traitement PROCcE d'un compteur électrique CE, l'unité de traitement PROCHE d'un dispositif d'estimation DE ou l'unité de traitement PROCsERv d'un serveur distant SERV tels que décrit ci-avant.

Un tel programme d'ordinateur peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme d'un code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. La présente invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur ou un processeur de données, et comportant des instructions de code d'un des programmes mentionnés ci-dessus. Ce support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD-ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur. Ce support d'informations peut également comporter de la mémoire type FLASH, pour le stockage du programme et l'enregistrement des informations réceptionnées par un module client, et de la mémoire de type RAM pour la sauvegarde des données temporaires telles les listes serveurs et thèmes associés. D'autre part, ce support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Les programmes selon l'invention peuvent être en particulier téléchargés sur un réseau de type Internet.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, la présente invention trouve une application particulièrement intéressante à l'estimation de la consommation de dispositifs de chauffage de type convecteurs électriques, particulièrement répandus en France. Elle ne se limite cependant pas à ce seul type de chauffage électrique mais peut s'appliquer à d'autres types de chauffages électriques, notamment des dispositifs de chauffage électrique à deux états de fonctionnement (ON/OFF), où la détermination des plages horaires d'activation du chauffage permet de caractériser précisément la consommation électrique de ces dispositifs.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur, comprenant les étapes consistant à : établir (110) la courbe de charge électrique générale (P(t)) des installations électriques du souscripteur pendant une période de temps de mesure (AT) ; déterminer (120), à partir de la courbe de charge électrique générale, une plage horaire de chauffage électrique (ATchauf) durant laquelle le dispositif de chauffage électrique est activé ; discriminer (130) une courbe de puissance électrique (P*(t)) consommée par le dispositif de chauffage électrique durant ladite plage horaire de chauffage électrique à partir de la courbe de charge électrique générale (P(t)); et estimer (140) la consommation électrique (Echauf) du dispositif de chauffage électrique à partir de la courbe de puissance électrique discriminée (P*(t)) et de la plage horaire de chauffage électrique.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la discrimination de la courbe de puissance électrique (P*(t)) comprend l'application d'au moins un premier filtre morphologique (FM1) à la courbe de charge électrique générale (P(t)), la courbe de puissance électrique (P*(t)) consommée par le dispositif de chauffage électrique étant obtenue à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale (P(t)) et la courbe (PFmi(t)) résultant de l'application du premier filtre morphologique.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la discrimination de la courbe de puissance électrique (P*(t)) comprend en outre l'application d'un deuxième filtre morphologique (FM2) à la courbe de charge électrique générale (P(t)), le deuxième filtre morphologique (FM2) présentant une fenêtre de filtrage de durée supérieure à la fenêtre de filtrage du premier filtre morphologique (FM1), et la courbe de puissance électrique (P*(t)) consommée par le dispositif de chauffageélectrique étant obtenue à partir de la différence entre la courbe de charge électrique générale (P(t)) et la courbe (PFmi(t)) résultant de l'application du premier filtre morphologique, additionnée à la courbe (PFM2(t)) résultant de l'application du deuxième filtre morphologique.
4. 4. Procédé d'estimation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la détermination (120) de la plage horaire de chauffage électrique comprend la comparaison de la densité de variation de la courbe de charge électrique générale avec un seuil de détection.
5. 5. Procédé d'estimation selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre, lorsque le mode de régulation (Mreg) du dispositif de chauffage électrique correspond à un mode de régulation électromécanique, l'application d'un pré-filtrage morphologique (223) sur la courbe de charge électrique générale avant la discrimination (230) de la courbe de puissance électrique (P*(t)) consommée.
6. 6. Procédé d'estimation selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant en outre une phase d'apprentissage préalable (200) au cours de laquelle au moins un paramètre de régulation du dispositif de chauffage électrique est déterminé à partir de l'établissement (401) d'une courbe de charge électrique générale (Papp(t)) durant une période de temps d'apprentissage (ATapp).
7. 7. Procédé d'estimation selon la revendication 6, dans lequel le paramètre de régulation est le mode de régulation (Mreg) du dispositif de chauffage électrique, la phase d'apprentissage préalable comprenant la détermination (405) du mode de régulation du dispositif de chauffage électrique au moyen de l'application d'une transformation de Fourier à la courbe de charge électrique générale (Papp(t)) établie durant la période de temps d'apprentissage (ATapp).
8. 8. Procédé d'estimation selon la revendication 7, dans lequel le paramètre de régulation est la période de régulation (ATreg) du dispositif de chauffage électrique,la phase d'apprentissage préalable comprenant en outre la détermination (407) de ladite période de régulation (ATreg) lorsque le mode de régulation déterminé correspond à un mode de régulation électrique.
9. 9. Procédé d'estimation selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel une valeur minimale de puissance (Piniii) de la courbe de charge électrique générale (Papp(t)) établie durant la période de temps d'apprentissage (ATapp) est déterminée (409) au cours de la phase préalable d'apprentissage.
10. 10. Procédé d'estimation selon la revendication 9, dans lequel la valeur minimale de puissance (Piniii) est utilisée, lors de la discrimination de la courbe de puissance électrique (P*(t)), pour obtenir la courbe de puissance électrique (P*(t)) consommée par le dispositif de chauffage électrique et/ou lors d'une étape de correction (350) de la consommation électrique (Echauf) estimée à partir de la courbe de puissance électrique consommée (P*(t)).
11. 11. Procédé d'estimation selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel l'établissement de la courbe de charge électrique générale comprend l'échantillonnage de la courbe de charge électrique générale P(t).
12. 12. Procédé d'estimation selon la revendication 11, dans lequel l'échantillonnage est réalisé à une fréquence d'échantillonnage (fe) comprise entre 0,5 et 10 Hz.
13. 13. Procédé d'estimation selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel le dispositif de chauffage électrique est un dispositif de chauffage par convection.
14. 14. Dispositif d'estimation (DE) de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique (RAD) d'un souscripteur, le dispositif comprenant :une unité de communication (COM) apte à recevoir, sous forme de données numériques, une courbe de charge électrique générale (P(t)) des installations électriques du souscripteur établie par un compteur électrique (CE) pendant une période de temps de mesure (AT); et une unité de traitement (PROCHE) arrangée pour déterminer, à partir de la courbe de charge électrique générale reçue par l'unité de communication, une plage horaire de chauffage électrique (ATchauf) durant laquelle le dispositif de chauffage électrique est activé, pour discriminer une courbe de puissance électrique (P*(t)) consommée par le dispositif de chauffage électrique durant ladite plage horaire de chauffage électrique à partir de ladite courbe de charge électrique générale (P(t)), et pour estimer la consommation électrique (Echauf) du dispositif de chauffage électrique à partir de la courbe de puissance électrique consommée (P*(t)) discriminée et de la plage horaire de chauffage électrique (ATchauf).
15. 15. Dispositif d'estimation (DE) selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit dispositif d'estimation est un serveur distant (SERV) connecté au compteur électrique (CE) par l'intermédiaire d'un réseau filaire, en particulier par l'intermédiaire du réseau internet, la courbe de charge électrique générale des installations électriques du souscripteur étant transmise sous forme de données numériques au moyen dudit réseau filaire.
16. 16. Système d'estimation de la consommation électrique d'au moins un dispositif de chauffage électrique (RAD) d'un souscripteur, le système comprenant un compteur électrique (CE), configuré pour établir une courbe de charge électrique générale (P(t)) des installations électriques du souscripteur, et un dispositif d'estimation (DE) selon l'une des revendications 14 ou 15.
17. 17. Programme d'ordinateur comprenant des instructions pour réaliser les étapes du procédé d'estimation de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique d'un souscripteur selon l'une des revendications 1 à 13, lorsque les instructions sont exécutées par un ordinateur ou une unité de traitementd'un dispositif d'estimation (DE) de la consommation électrique d'un dispositif de chauffage électrique.