FR3081570A1 - Procede d’emission de commandes de desactivation d’appareils lors d‘un pic de consommation, serveur et programme d’ordinateur correspondants. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils placés au sein d'un local, comprenant une étape préalable d'évaluation (4.2) de la performance énergétique dudit local et de la capacité de ce local à limiter sa consommation énergétique pendant une durée déterminée. Le procédé comporte également les étapes suivantes : obtention (4.5) d'une information associée à la présence d'un pic de consommation sur le réseau énergétique de gaz et/ou d'électricité, sélection (4.7) d'au moins un local parmi une pluralité en fonction de sa performance énergétique et de sa capacité à diminuer sa consommation énergétique, émission (4.8) d'une commande de désactivation d'au moins un appareil placés au sein du local sélectionné pendant ladite durée déterminée. L'invention concerne également un serveur distant (1), et un programme d'ordinateur correspondant, ces éléments étant aptes à mettre en œuvre le procédé.
Description
Procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils lors d'un pic de consommation, serveur et programme d'ordinateur correspondants.
1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui de l'économie d'énergie (que ce soit du gaz et/ou de l'électricité) et la possibilité pour un logement de limiter sa consommation à un certain moment. Plus particulièrement, l'invention concerne le fait que, lors d'un pic de consommation, un signal est émis vers des logements ciblés pour désactiver certains équipements consommant de l'énergie, et ainsi faire globalement baisser la consommation d'énergie sur une aire géographique donnée.
La présente invention offre une solution facile à mettre en œuvre pour sélectionner des logements et des équipements et de commander à distance leurs désactivations de façon à diminuer la consommation énergétique sur une aire géographique donnée.
La présente invention trouve notamment des applications dans le domaine de la domotique et de la gestion de l'énergie.
2. Art antérieur
De nos jours, il est de plus en plus important d'économiser l'énergie et notamment de surveiller la consommation des équipements au sein des logements. Les systèmes de chauffage disposent généralement d'un thermostat permettant de mettre en marche la chaudière lorsque la température mesurée à l'intérieur descend en dessous d'une certains consigne, et la coupe lorsque la température dépasse un autre seuil. Ce système permet de ne consommer que ce qui est nécessaire pour assurer un certain niveau de confort. Certaines installations de chauffage utilisent des thermostats placés en dehors du logement pour prendre en compte la température extérieure dans la commande de la chaudière. De tels systèmes de régulation utilisent le gradient de température et l'inertie du logement comme paramètres d'entrée pour calculer une consigne de chauffage qui anticipe les brusques écarts entre l'intérieur et l'extérieur, de façon à maintenir constant le confort thermique des occupants vivant dans ce logement.
Certaines installations de chauffage comportent un détecteur de présence pour déclencher le chauffage lorsqu'une présence est détectée dans le logement, et le couper lorsqu'il n'y a plus personne à l'intérieur. Un perfectionnement de ces systèmes consiste à analyser les plages de présence des occupants, selon des périodes journalières et hebdomadaires, à couper le chauffage en leurs absences et à le remettre en marche quelques temps avant leurs arrivées prévues. De cette façon, en déterminant les habitudes des occupants, ces systèmes procurent un chauffage personnalisé et optimum sur le plan de la consommation énergétique.
Il est également connu des thermomètres dits « intelligents » qui mesurent la température d'un local, une habitation notamment. Ces thermomètres intelligents communiquent avec un serveur distant qui enregistrent et traitent des données fournies pour en déduire les habitudes de ses occupants. En corrélant au fil du temps les mesures effectuées à l'intérieur de l'habitation et les informations sur les conditions climatiques, fournies par exemple par un serveur météorologique (température extérieure, vitesse et direction du vent, ensoleillement, ...), le serveur distant peut calculer l'efficacité énergétique du local, appelée quelquefois « signature thermique ». Cette valeur exprime notamment l'inertie thermique, en d'autres termes, la capacité de ce local à isoler son volume intérieur des conditions climatiques extérieures. En analysant son efficacité énergétique, le serveur distant peut émettre des recommandations sur ce local pour améliorer ses performances énergétiques, comme par exemple : isolation du plafond sous le toit, isolation des murs, mises en place de fenêtres isolantes sur le mur exposé aux vents dominants, installation d'une VMC double flux, changement de la chaudière pour un modèle mieux adapté au bâtiment, reprogrammation du chauffage pour prendre en compte la présence des occupants,...
Ces mesures permettent de réaliser des économies d'énergie individuellement, mais cela peut ne pas suffire pour diminuer de façon significative l'amplitude des pics de consommation. Ces pics interviennent généralement lorsque la température extérieure descend fortement, et qu'un grand nombre de logements consomment davantage d'énergie à cause de leur chauffage. Si la consommation dépasse la capacité de production énergétique (électricité mais aussi le gaz), alors le fournisseur d'énergie peut déclencher des coupures localisées. Cette stratégie d'effacement énergétique est très pénalisante pour les occupants des logements pour lequel l'énergie n'est plus fournie. De plus, cette stratégie frappe l'ensemble des équipements du logement, de ce fait aucun équipement ne fonctionne même ceux peu gourmands en énergie, comme les lampes basse consommation.
Si de telles solutions sont efficaces, elle occasionne de grandes contraintes pour les logements frappés par la coupure énergétique.
Il est également connu des abonnements spécifiques pour la fourniture d'électricité destinée à des habitations, qui comporte des jours dits « rouges » pour lequel le tarif est nettement plus cher qu'un jour normal. Le fournisseur s'engage à limiter le nombre de jours « rouges » (10 jours par an par exemple) et prévient les abonnés la veille par l'émission d'un message. Les abonnés peuvent alors prendre leurs dispositions et couper certains équipements. Cependant, s'ils ne sont pas chez eux à ce moment, ils ne peuvent intervenir sur leurs installations.
Il existe donc un besoin pour une autre solution plus souple et plus ciblée permettant de réduire efficacement la consommation énergétique sur une aire géographique lors d'un pic de consommation, tout en atténuant les contraintes pour les occupants des logements situés sur cette aire.
3. Exposé de l'invention
Un objet de la présente invention est de proposer une solution pour déclencher l'effacement énergétique d'équipements ciblés au sein d'un logement, lors de pics de consommation.
Selon un premier aspect, il est proposé un procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils placés au sein d'un local, comprenant une étape préalable d'évaluation de la performance énergétique dudit local et de la capacité de ce local à limiter sa consommation énergétique pendant une durée déterminée et les étapes suivantes :
- obtention d'une information associée à la présence d'un pic de consommation sur le réseau énergétique de gaz et/ou d'électricité,
- sélection d'au moins un local parmi une pluralité en fonction de sa performance énergétique et de sa capacité à diminuer sa consommation énergétique,
- émission d'une commande de désactivation d'au moins un appareil placés au sein du local sélectionné pendant ladite durée déterminée.
Un tel procédé selon ce mode de réalisation, mis par exemple en œuvre dans un serveur distant permet de commander à distance la désactivation d'appareils dans des logements afin de diminuer la consommation énergétique sur une aire géographique donnée et ainsi diminuer l'amplitude d'un pic de consommation.
Selon un mode de réalisation particulier, l'étape préalable d'évaluation de la performance énergétique comprend les sous-étapes :
- mesure et enregistrement de la consommation énergétique au niveau des compteurs de gaz et/ou électricité alimentant en énergie ledit local au cours d'une période déterminée,
- mesure et enregistrement de l'évolution de la température à l'extérieur dudit bâtiment au cours de cette période déterminée,
- détermination de la performance énergétique en corrélant la consommation énergétique et la mesure de la température extérieure.
De cette manière, la performance énergétique de chaque local peut être facilement calculée et avec précision.
Selon un autre mode de réalisation, le pic de consommation est caractérisé par une quantité d'énergie à effacer de la consommation totale d'une aire géographique déterminée, la sélection du local et des équipements à effacer dans chaque local dépendant de la quantité d'énergie cumulée par tous les appareils désactivés dans chaque local sélectionné, étant approximativement égale à la quantité d'énergie à effacer.
Selon un autre mode de réalisation, la sélection du local s'effectue en choisissant en priorité les locaux les plus mal isolés.
Selon un autre mode de réalisation, la sélection du local s'effectue en choisissant en priorité les locaux les mieux isolés.
Selon un autre mode de réalisation, la sélection du local s'effectue en choisissant en priorité les locaux dont les occupants sont absents au moment du pic de consommation.
Selon un autre mode de réalisation, la sélection du local s'effectue en fonction de sa localisation et du fait qu'il se situe dans une zone affectée par un pic de consommation.
Selon un autre mode de réalisation, le local dispose d'un moyen de mesure de l'énergie consommée, le procédé comportant une étape de réception d'un objectif en terme de consommation d'énergie, une étape de mesure de l'énergie consommée et une étape de désactivation au sein de ce local d'appareils afin d'atteindre une consommation inférieur ou égale à celle reçue en tant qu'objectif.
Selon un second aspect, il est proposé un serveur distant comportant un moyen d'émission de commandes de désactivation d'appareils placés au sein d'au moins un local, un moyen de mémorisation de la performance énergétique de l'au moins un local et de la capacité de ce local à limiter sa consommation énergétique pendant une durée déterminée, un moyen d'obtention d'une information associée à la présence d'un pic de consommation sur le réseau énergétique de gaz et/ou d'électricité, un moyen de sélection d'au moins ce local parmi une pluralité en fonction de sa performance énergétique et de sa capacité à diminuer sa consommation énergétique, et un moyen d'émission d'une commande de désactivation d'au moins un appareil placé au sein de ce local sélectionné pendant ladite durée déterminée.
Un autre aspect concerne un ou plusieurs programmes d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d'un procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils, qui est décrit ci-dessus lorsque ce ou ces programmes sont exécutés par au moins un processeur.
Selon encore un autre aspect, il est proposé un ou plusieurs supports d'enregistrement non transitoire lisibles par un ordinateur, et comportant des instructions d'un ou plusieurs programmes d'ordinateur comprenant des instructions pour la mise en œuvre d'un procédé de d'émission de commandes de désactivation d'appareils, qui est décrit dans les paragraphes tels que décrit ci-dessus.
4. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 présente les différents dispositifs d'un système pour la mise en œuvre du procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils selon un mode de réalisation ;
la figure 2 présente les principaux composants d'un serveur distant selon un exemple de réalisation ;
la figure 3 présente les principaux composants d'une passerelle selon un exemple de réalisation ;
la figure 4 présente un exemple d'ordinogramme des principales étapes du procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils selon un mode de réalisation.
5. Description d'un mode de réalisation
La solution proposée permet à un serveur distant de planifier au moins un effacement énergétique ciblé appliqué à un logement, au moment d'un pic de consommation. Ce serveur distant est capable de déclencher à distance l'arrêt d'équipements au sein d'au moins un logement, la diminution qu'il en résulte en terme de consommation énergétique permet de supprimer, ou au moins diminuer de façon significative l'amplitude des pics de consommation. Les logements concernés peuvent être tous locaux reliés à un fournisseur d'énergie et destinés à un usage d'habitation ou professionnel, hébergeant des personnes ou simplement du matériel.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils est mis en œuvre dans un système comportant un serveur distant 1 recevant une information d'un pic de consommation, au moins une passerelle 2 installée dans un logement et des interrupteurs télécommandables 3 pour activer et désactiver des appareils installés dans ce logement. Un tel système est illustré par la Fig. 1.
Le logement comporte un réseau informatique local organisé autour de la passerelle 2, les appareils de ce réseau local communiquant entre eux par une liaison radio à courte portée, une liaison Wifi par exemple. Le réseau local comporte au moins un interrupteur télécommandable 3 contrôlant l'alimentation en énergie d'au moins un appareil du type :
- chaudière ou tout moyen de chauffage du logement (pompe à chaleur),
- ballon d'eau chaude,
- machine à laver la vaisselle et/ou le linge,
- chauffage et/ou système de nettoyage de la piscine,
Ces appareils sont de préférence de gros consommateurs d'énergie électrique et/ou au gaz et peuvent être désactivés pendant quelques heures, une demi-journée tout au plus, sans occasionner une gêne important pour les occupants du logement. Les interrupteurs télécommandables 3 se présentent sous la forme de boîtiers avec une prise male sur un coté pour se brancher sur une prise murale et avec une prise femelle sur l'autre coté pour le branchement avec un appareil que l'on veut activer et désactiver à distance. D'autres présentations sont également possibles sous la forme d'un boîtier électronique sur lequel le fil pilote d'un appareil de chauffage se connecte. Les interrupteurs 3 disposent d'un module de communication sans fil pour recevoir de la passerelle des commandes d'activation et de désactivation.
Selon un perfectionnement, le réseau local dispose également d'au moins un thermostat connecté 4 relié au système de chauffage et communiquant avec la passerelle 2 via la liaison radio à courte portée. Selon un mode particulier de réalisation, la passerelle peut modifier la programmation du thermostat et ainsi agir sur le système de chauffage du logement.
Selon un autre perfectionnement, le réseau local dispose d'un moyen de mesure 5 de l'énergie consommée en temps réel par le logement. Ce moyen de mesure 5 communique de préférence avec la passerelle 2 pour transmettre la consommation du logement et éventuellement de chaque famille d'équipements. Le moyen de mesure 5 comporte par exemple un tore sur un phase au moins pour la mesure du courant consommé et communique avec la passerelle via la liaison radio à courte portée pour lui transmettre régulièrement la quantité d'énergie consommée pendant un court laps de temps (1 minute par exemple, pour calculer une valeur de mesure quasi instantanée) de façon à déterminer les moments au cours d'une journée où le logement consomme le plus. La passerelle 2 utilise ce moyen de mesure 5 pour déterminer la consommation d'un appareil contrôlé par un interrupteur 3. Pour cela, la passerelle mesure la consommation globale du logement en désactivant et en réactivant cet appareil à l'aide de son interrupteur associé 3. La différence de consommation globale mesurée correspond à celle de cet appareil.
Selon une variante de réalisation, le moyen de mesure 5 est le compteur électrique installé par le fournisseur d'énergie 6 afin de relever à distance les consommations dans les différents logements. Le fournisseur d'énergie peut ainsi transmettre au serveur distant 1 la consommation du logement.
Selon un autre perfectionnement, le réseau local dispose d'au moins un capteur de présence 8 pour détecter la présence d'au moins un occupant du logement. Ce capteur communique avec la passerelle 2 pour envoyer un signal dès qu'une présence est détectée.
Selon un autre perfectionnement, le logement dispose d'un moyen de production d'énergie renouvelable, des panneaux solaires ou une éolienne par exemple. Le réseau local comporte un commutateur télécommandable 7 permettant : soit d'injecter l'énergie renouvelable produite localement vers le réseau électrique ; soit de l'envoyer dans le logement pour une consommation immédiate.
La fig. 2 présente les principaux composants d'un serveur distant 1. Selon cet exemple de réalisation, le serveur distant 1 comporte une unité centrale ALU 11 connectée à une mémoire de programme exécutable PM 12, un disque dur HD 13 contenant une base de données pour le stockage de données de façon non-volatile. Le serveur distant 1 contient également une interface I/O 14 pour la communication avec des passerelles 2 via un réseau informatique, Internet par exemple. Le serveur distant 1 reçoit également par cette interface I/O une information d'un fournisseur d'énergie indiquant le début d'un pic de consommation ainsi que sa durée, ou un signal de fin de pic. De cette façon, le serveur distant 1 est informé de l'état du réseau de fourniture d'énergie et peut émettre des commandes d'effacement vers les logements au moment opportun. Il n'est pas exclu que les moyens de liaison diffèrent selon le type d'appareil en communication, ainsi le serveur distant 1 peut communiquer avec les passerelles 2 à travers un réseau sans fil (téléphonie mobile 3G/4G) et/ou par un câble via un réseau numérique quelconque.
La fig. 3 représente un schéma d'une passerelle 2 équipant un logement. La passerelle comporte typiquement une unité centrale 20 capable d'exécuter un programme enregistré dans une mémoire 21, et d'un module de communication radio 22 avec le réseau à courte portée (du Wifi par exemple) et d'un port de communication filaire 23, utilisant Ethernet par exemple, pour communiquer avec le serveur distant 1. Cette dernière liaison permet de recevoir du serveur distant des commandes de désactivation à appliquer pendant une durée déterminée, et éventuellement un objectif à atteindre en terme de consommation maximale. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la passerelle peut disposer d'une horloge interne permettant de fournir à l'unité centrale la date et l'heure courante.
Après avoir détaillé sous la forme d'un exemple les différents appareils mettant en œuvre l'invention, nous allons maintenant expliciter comment ceux-ci coopèrent.
L'ordinogramme de la Fig. 4 présente les principales étapes du procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils, selon un exemple de réalisation.
A I 'étape 4.1, le système analyse les courbes de charge d'un logement afin d'extraire sa consommation moyenne électrique hors chauffage. Cette analyse est avantageusement effectuée par le même serveur distant ou par un serveur distant dédié hébergé sur une plateforme de gestion de l'énergie. Le serveur distant extrait les courbes de charge d'un logement au cours d'une période pendant laquelle le chauffage ne fonctionne pas (typiquement au cours des mois de mai à octobre), ainsi que la courbe des températures extérieures sur cette même période. Le serveur distant réalise ensuite une première corrélation avec les courbes de température extérieure sur cette même période, en filtrant les courbes de charges correspondant aux journées de cette période où la température extérieure moyenne est inférieure à un certain seuil, par exemple : 13°C, puis calcule la moyenne des courbes de charge restantes pour déterminer la consommation moyenne du logement hors chauffage.
A l'étape 4.2, l'efficacité énergétique du logement est déterminée, en calculant la puissance moyenne par mètre carré de logement. Le serveur distant sélectionne les courbes de charge hivernale du logement, et les intègre afin d'obtenir une puissance totale consommée puis, extrait de cette puissance consommée la charge moyenne hors chauffage. Le calcul rapporte cette puissance totale consommée par le chauffage à la superficie du logement. L'efficacité énergétique permet pour son occupant d'évaluer le niveau d'isolation de son logement. On peut classer les logements selon ce critère :
- valeur calculée < 50Kwh/m2 => logements bien isolés,
- valeur calculée comprise dans la plage ]50 Kwh/m2 , 85 Kwh/m2] => pour les logements moyennent isolés,
- valeur calculée > 85Kwh/m2 => habitats mal isolés.
Il est ainsi possible de classifier les logements selon leur efficacité énergétique. Ce paramètre est utilisable pour sélectionner les logements qui pourront recevoir des commandes d'effacement lors des pics de consommation. A l'issue de cette étape, le serveur distant 1 dispose d'un tableau dans lequel tous les logements sont référencés et associés à une valeur d'efficacité énergétique.
A l'étape 4.3, la capacité d'effacement énergétique du logement est calculée. Pour cela, le serveur distant analyse les courbes de charges résidentielles pour chaque logement, ainsi que les données et prévisions météo et en déduit une capacité d'effacement. Par la suite l'ensemble des capacités d'effacement est agrégé pour en déduire une courbe de capacité globale d'effacement sur 24h à j+1. Selon un perfectionnement, ces capacités sont alors communiquées au fournisseur d'énergie qui les prend en compte pour la détermination des moyens de production d'énergie pour alimenter les logements sur une aire géographique donnée. Prenons par exemple des chiffres appliqués à une aire géographique donné : on mesure des pics de consommation de 200 MW/h alors que la production plafonne à 180 MW/h, par ailleurs, on constate une capacité d'effacement de 10 MW/h sur cette même aire. Cela signifie qu'il ne manque que 10 MW/h pour satisfaire réellement les besoins des habitants de cette aire géographique.
L'estimation de la capacité d'effacement d'un logement est basée sur les courbes de charges (avec chauffage) du logement, le calcul d'efficacité énergétique du logement et les prévisions météorologiques. L'objectif est de calculer une valeur d'énergie pendant une durée déterminée dont le logement et ses occupants peuvent se passer, tout en assurant un niveau minimum de confort. On peut par exemple désactiver la machine à laver le linge et la vaisselle pendant une durée de 8 heures. Sachant qu'un cycle complet de lavage consomme 4 KW/h, la désactivation de cet appareil pendant cette durée permet d'effacer 4 KW/h de la consommation globale. Appliqué au chauffage, l'effacement part du principe qu'une baisse de température intérieure de 0,5°C ne nuit pas au confort des habitants, et que la baisse de 0,5°C de la consigne produit une certaine capacité d'effacement. Cette capacité est déterminée en fonction de l'efficacité énergétique du logement, ainsi que le gradient de température entre l'intérieur et l'extérieur. Si la maison est mal isolée, une baisse de la température de 0,5 °C se produit rapidement, une heure par exemple, à la suite de quoi il faudra relancer le chauffage. De ce fait, une maison mal isolée limite dans le temps la capacité d'effacement. Par contre, une maison bien isolée se refroidit moins rapidement et donc sa capacité d'effacement est plus longue dans le temps, trois heures par exemple. Quelle que soit l'efficacité énergétique du logement, la durée de la capacité d effacement par le chauffage est inversement proportionnelle a I amplitude du gradient de température entre l'intérieur et l'extérieur.
Lors d'un pic de consommation, le serveur distant détermine la capacité d'effacement de tous les logements en prenant en compte leur efficacité énergétique et la température extérieure prévue au cours de ce pic. Le serveur distant interroge donc les prévisions météorologiques, pour connaître la température extérieure moyenne prévue au cours de ce pic, et calcule individuellement la capacité d'effacement de tous les logements, avec les formules suivantes.
On calcule dans un premier temps le flux déperdition d'énergie de l'enceinte fermée, donné par la formule :
Formule dans laquelle les symboles correspondent à :
P : flux thermique (déperdition thermique) λ : Coefficient de conduction thermique de la paroi e : épaisseur de la paroi t .
mt : Temperature intérieure Kxî Température extérieure
S : surface de la paroi
La constante de temps du bâtiment notée τ représente le rapport entre la somme de l'énergie emmagasinée dans le bâtiment et la somme algébrique des flux transmise de l'intérieur vers l'extérieur notée. Cette constante caractérise le temps de réponse de la température intérieure et son aptitude à résister aux perturbations externes. Soit le rapport entre l'énergie stockée notée Q et l'énergie perdue par les déperditions notée P
On assume alors que l'énergie stockée correspond à l'énergie fournie au bâtiment autrement dit à l'intégrale de la courbe de charge du logement notée :
Dès lors le calcul de τ prend la forme :
Ainsi pour un domicile ou le flux thermique est de 0,7Kw et la consommation journalière 50 Kw/h la constante de temps du bâtiment τ = 50/0.7*10h sera 7h
L'évolution de la température intérieure du domicile en fonction du temps T(t) peut s'écrire :
T(t) = T +(T v 7 initiale v consigne
On cherche à résoudre les équations suivantes :
T(t) = T v 7 consigne consigne
T,t,+(T -T t ,)(l-eT ) = T +Δ initiale v consigne initiale7 v 7 consigne consigne
1-e consigne initiale consigne consigne initiale
I-e
Δ consigne
T -T-e, consigne initiale
Δ consigne e
T f / ~T initiale consigne initiale consigne consigne
Appliqué à l'exemple d'un logement, le temps pour que ce dernier passe de 20° et atteigne 19,5° avec un flux de déperdition thermique de 0.5Kw est une constante de temps τ de 7 heures est donnée par :
20-19 t = 7. In-------~ 5heures
0,5
Pour un pic de consommation d'une durée d'au plus 5 heures, la désactivation du chauffage de ce logement va permettre d'économiser 0,5 KW/h au cours de ce pic.
A ce moment, le serveur distant 1 dispose de la capacité d'effacement de chaque logement. Selon une variante de réalisation, ces calculs sont effectués pour chaque logement au niveau de la passerelle 2 ou d'un appareil informatique placé dans le logement, puis les valeurs calculées sont envoyés au serveur distant 1, qui les agglomère.
Quelque soit l'appareil calculant la capacité d'effacement, à l'issue de cette étape 4.3, le serveur distant 1 met à jour le tableau pour inscrire la capacité d'effacement et éventuellement la durée de cet effacement en association avec chaque logement.
A l'étape 4.4, le serveur distant calcule la capacité totale d'effacement des logements situés dans une aire géographique donnée. Cette capacité d'effacement se calcule en cumulant les valeurs individuelles de tous les logements situés dans cette aire géographique. La capacité totale d'effacement est composé d'une valeur fixe correspondant à une durée maximale (6 heures par exemple), et d'une valeur variable dépendante de l'efficacité énergétique du logement et de l'écart entre la température intérieure et extérieure.
A l'étape 4.5, une information est émise par un fournisseur d'énergie pour signaler un pic de consommation à destination du serveur distant 1. Cette information contient une durée du pic et éventuellement une valeur d'effacement correspondant à une diminution de la consommation à effectuer sur une aire géographique donnée. Selon une variante, les pics de consommation peuvent également être déterminés par le serveur distant 1 en analysant continuellement les consommations d'énergie mesurées au sein d'un grand nombre de logements et en observant l'évolution croissante dans le temps de la consommation globale. De cette manière, le serveur distant 1 est capable de prédire un pic de consommation sur une aire géographique donnée et d'en déduire sa durée. Cette analyse qui se déroule en permanence, est symbolisée par une boite référencée 4.10 sur le Fig. 4. Une fois que le serveur distant a obtenu l'information associée à la présence d'un pic de consommation, il récupère la capacité totale d'effacement sur cette aire et sélectionne une stratégie qui va être applicable dans le choix des logements qui recevront une commande d'effacement (étape 4.6).
Une commande d'effacement est typiquement un message envoyé à la passerelle 2 du logement en lui demandant de désactiver les interrupteurs 3 pour couper l'alimentation des appareils correspondants. La commande d'effacement peut contenir une durée qui est prise en compte par la passerelle pour armer un temporisateur dont la fin déclenche la remise sous tension des appareils.
Plusieurs stratégies pour sélectionner un logement sont possibles et vont maintenant être décrites.
Stratégie 1
Selon cette stratégie, on privilégie la durée de l'effacement en adressant des commandes aux logements les mieux isolés, par exemple les logements ayant une valeur d'efficacité énergétique inférieur à 85 Kwh/m2, caractérisant des logements bien isolés et moyennent isolés. Le serveur distant 1 consulte son tableau et émet une commande d'effacement à l'ensemble des logements dont la valeur d'efficacité énergétique est inférieure à un certain seuil.
Avantageusement, le tableau mis à jour par le serveur distant 1 comporte également la durée de l'effacement énergétique calculée pour chaque appareil à l'étape 4.3. Lors d'un pic de consommation, le serveur distant sélectionne tous les logements dont la durée d'effacement est égale ou supérieure à celle de la durée du pic (étape 3.7). De cette façon, le serveur distant est quasi certain d'obtenir une diminution de la consommation au moins pendant toute la durée du pic.
Selon un perfectionnement, le fournisseur d'énergie transmet dans le signal d'un pic de consommation la quantité d'énergie à effacer. Selon la stratégie 1, le serveur distant 1 lit son tableau et sélectionne les logements en commençant par les mieux isolés et en cumulant les capacités d'effacement des logements sélectionnés. Lorsque le cumul atteint la quantité d'énergie à effacer, le serveur distant 1 termine sa sélection et émet les commandes.
Stratégie_2
Selon cette stratégie, on considère que le pic de consommation est court et on veut pénaliser les logements qui n'ont pas fait d'efforts d'isolation. Le serveur distant 1 lit son tableau et sélectionne les logements en commençant par les plus mal isolés, par exemple ceux dont la valeur d'efficacité énergétique est supérieure à 85 Kwh/m2 (étape 4.7). Une fois les logements sélectionnés, le serveur distant 1 leur adresse une commande d'effacement.
Selon un perfectionnement, le fournisseur d'énergie transmet dans le signal d'un pic de consommation la quantité d'énergie à effacer. Selon la stratégie 2, le serveur distant 1 lit son tableau et sélectionne les logements en commençant par les moins bien isolés et en cumulant les capacités d'effacement des logements sélectionnés. Lorsque le cumul atteint la quantité d'énergie à effacer, le serveur distant termine sa sélection et émet les commandes.
Stratégie 3
Selon cette stratégie, on considère que les locaux à sélectionner en priorité sont ceux qui n'ont pas d'occupants pendant toute la durée du pic de consommation. Cette information est issue du traitement effectué par la passerelle 2 sur les données fournies par les capteurs de présence 8 placés dans les logements. En exploitant les données, la passerelle détermine les habitudes de présence journalière et hebdomadaire des occupants du logement et dresse un tableau présentant sur sept jours et heures par heures selon les jours la probabilité de présence d'occupants dans le logement. Le serveur distant 1 récupère les informations de présence en provenance des passerelles, les enregistre dans son tableau et, lors d'un pic de consommation, sélectionne les logements dont la probabilité qu'ils soient vides d'occupants pendant la durée considérée est supérieure à un certain seuil, 75% par exemple (étape 3.7). Les logements sélectionnés reçoivent alors du serveur distant des commandes d'effacement.
Selon un perfectionnement, le fournisseur d'énergie transmet la quantité d'énergie à effacer dans le signal d'un pic de consommation. Selon la stratégie 3, le serveur distant 1 lit son tableau et sélectionne les logements en commençant par ceux dont la probabilité qu'ils soient vides est la plus haute, 90 % par exemple et en cumulant les capacités d'effacement des logements sélectionnés. Si ce premier total n'atteint pas la quantité d'énergie à effacer, alors le serveur distant 1 sélectionne d'autres logements dont la probabilité qu'ils soient vides est un peu plus faible, 80 % par exemple. Et ainsi de suite, jusqu'à ce que le total des effacements atteigne la valeur demandée par le fournisseur d'énergie.
Quelle que soit la stratégie sélectionnée, le serveur distant sélectionne un certain nombre de logements et à l'étape 4.8, émet vers eux des commandes d'effacements. Les commandes d'effacement peuvent être adressées à des logements se situant sur une aire géographique affectée par un pic de consommation.
Avantageusement, le système et le procédé décrit précédemment se présentent aux occupants comme un service proposé par un fournisseur d'accès à un réseau, par exemple Internet. Le service proposé consiste à payer moins cher l'énergie transmise et en compensation, à accepter qu'à certain moment des appareils ne fonctionnent plus dans le logement, ou selon une consigne différente.
Selon un perfectionnement, le fournisseur d'énergie peut avertir de manière anticipée le serveur distant que le pic de consommation doit s'interrompre. Dans ce cas, le serveur distant 1 répercute cette fin en émettant vers tous les logements précédemment sélectionnés une commande de fin d'effacement (étape 4.9). A la réception de ce message, chaque passerelle 2 réactive les interrupteurs 3 pour remettre sous tension les appareils associés. Le fournisseur d'énergie doit informer le serveur distant 1 de la fin d'un pic à un moment où la reprise de la consommation énergétique ne provoque pas un nouveau pic.
Selon un perfectionnement, la commande d'effacement émise par le server 1 comporte au moins un identifiant de l'interrupteur 3 à désactiver et une requête pour baisser la consigne de température du système de chauffage d'une certaine valeur, un demi-degré par exemple. A la réception, la passerelle émet un signal de désactivation vers les interrupteurs identifiés, lit l'actuelle consigne de température, retranche la valeur transmise (un demi-degré Celsius) et transmet la nouvelle consigne au système de chauffage. A la fin du pic de consommation, la passerelle 2 émet vers le système de chauffage la même consigne que celle lue avant le pic.
Selon un perfectionnement, la commande d'effacement émise par le server 1 comporte au moins un identifiant d'un commutateur télécommandable 7. A la réception, la passerelle positionne le commutateur pour que l'énergie renouvelable produite localement soit envoyée dans le logement pour une consommation immédiate. De cette façon, l'énergie produite est consommée sur place, évitant les pertes de charge dues à de longues distances entre le lieu de production et le lieu de consommation.
Le procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils lors d'un pic de consommation peut être mis en œuvre sous forme logicielle, comme décrit ci-dessus, auquel cas il prend la forme d'un programme exécutable par un processeur, ou sous forme matérielle (ou « hardware »), comme un circuit intégré spécifique application (ASIC), un système sur puce (SOC), ou sous forme d'une combinaison d'éléments matériels et logiciels, comme par exemple un programme logiciel destiné à être chargé et exécuté sur un composant de type FPGA. A la mise sous tension du serveur distant et/ou de chaque passerelle, les instructions de code du programme d'ordinateur sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité centrale. Le processeur de l'unité centrale est configuré pour mettre en œuvre le procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils lors d'un pic de consommation
Le procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils lors d'un pic de consommation peut également utiliser des architectures hybrides, comme par exemple des architectures basées sur un CPU+FPGA, un GPU (« Graphies Processing Unit ») ou un MPPA (« Multi-Purpose Processor Array »).
Bien que décrits à travers un certain nombre d'exemples de réalisation détaillés, le procédé proposé et les dispositifs correspondants comprennent différentes variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme de l'art, étant entendu que ces différentes variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention, telle que définie par les revendications qui suivent. De plus, différents aspects et caractéristiques décrits ci-dessus peuvent être mis en œuvre ensemble, ou séparément, ou bien substitués les uns aux autres, et l'ensemble des différentes combinaisons et sous combinaisons des aspects et caractéristiques font partie de la portée de l'invention. En outre, il se peut que certains dispositifs décrits ci-dessus n'incorporent pas la totalité des modules et fonctions prévus pour les modes de réalisation décrits.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Procédé d'émission de commandes de désactivation d'appareils placés au sein d'un local, comprenant une étape préalable d'évaluation (4.2) de la performance énergétique dudit local et de la capacité de ce local à limiter sa consommation énergétique pendant une durée déterminée et les étapes suivantes :- obtention (4.5) d'une information associée à la présence d'un pic de consommation sur le réseau énergétique de gaz et/ou d'électricité,- sélection (4.7) d'au moins un local parmi une pluralité en fonction de sa performance énergétique et de sa capacité à diminuer sa consommation énergétique,- émission (4.8) d'une commande de désactivation d'au moins un appareil placés au sein du local sélectionné pendant ladite durée déterminée.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape préalable d'évaluation de la performance énergétique comprend les sous-étapes :- mesure et enregistrement (4.1) de la consommation énergétique au niveau des compteurs de gaz et/ou électricité alimentant en énergie ledit local au cours d'une période déterminée,- mesure et enregistrement de l'évolution de la température à l'extérieur dudit bâtiment au cours de cette période déterminée,- détermination (4.2) de la performance énergétique en corrélant la consommation énergétique et la mesure de la température extérieure.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le pic de consommation est caractérisé par une quantité d'énergie à effacer de la consommation totale d'une aire géographique déterminée, la sélection du local et des équipements à effacer dans chaque local dépendant de la quantité d'énergie cumulée par tous les appareils désactivés dans chaque local sélectionné, étant approximativement égale à la quantité d'énergie à effacer.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la sélection du local s'effectue en choisissant en priorité les locaux les plus mal isolés.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la sélection du local s'effectue en choisissant en priorité les locaux les mieux isolés.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la sélection du local s'effectue en choisissant en priorité les locaux dont les occupants sont absents au moment du pic de consommation.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la sélection du local s'effectue en fonction de sa localisation et du fait qu'il se situe dans une zone affectée par un pic de consommation.
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le local dispose d'un moyen de mesure de l'énergie consommée, le procédé comportant une étape de réception d'un objectif en terme de consommation d'énergie, une étape de mesure de l'énergie consommée et une étape de désactivation au sein de ce local d'appareils afin d'atteindre une consommation inférieur ou égale à celle reçue en tant qu'objectif.
- 9. Serveur (1) comportant un moyen d'émission de commandes de désactivation d'appareils placés au sein d'au moins un local, comprenant un moyen de mémorisation de la performance énergétique de l'au moins un local et de la capacité de ce local à limiter sa consommation énergétique pendant une durée déterminée, un moyen d'obtention d'une information associée à la présence d'un pic de consommation sur le réseau énergétique de gaz et/ou d'électricité, un moyen de sélection d'au moins ce local parmi une pluralité en fonction de sa performance énergétique et de sa capacité à diminuer sa consommation énergétique, et un moyen d'émission d'une commande de désactivation d'au moins un appareil placé au sein de ce local sélectionné pendant ladite durée déterminée.
- 10. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 lorsque ledit programme est exécuté sur une unité centrale.
- 11. Support d'enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme comprenant des instructions pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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| FR3081570B1 FR3081570B1 (fr) | 2021-09-10 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114286431A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-04-05 | 海尔优家智能科技（北京）有限公司 | 低功耗模式的开启方法和装置、存储介质及电子装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2972578A1 (fr) * | 2011-03-07 | 2012-09-14 | Herve Pouliquen | Dispositif et procede pour l'effacement du chauffage ou de la climatisation |
-
2018
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2972578A1 (fr) * | 2011-03-07 | 2012-09-14 | Herve Pouliquen | Dispositif et procede pour l'effacement du chauffage ou de la climatisation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114286431A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-04-05 | 海尔优家智能科技（北京）有限公司 | 低功耗模式的开启方法和装置、存储介质及电子装置 |
| CN114286431B (zh) * | 2021-12-02 | 2024-03-22 | 海尔优家智能科技（北京）有限公司 | 低功耗模式的开启方法和装置、存储介质及电子装置 |
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| FR3081570B1 (fr) | 2021-09-10 |
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