ITBG20110041A1 - Sistema per il monitoraggio in remoto di reti elettriche - Google Patents

Sistema per il monitoraggio in remoto di reti elettriche Download PDF

Info

Publication number
ITBG20110041A1
ITBG20110041A1 IT000041A ITBG20110041A ITBG20110041A1 IT BG20110041 A1 ITBG20110041 A1 IT BG20110041A1 IT 000041 A IT000041 A IT 000041A IT BG20110041 A ITBG20110041 A IT BG20110041A IT BG20110041 A1 ITBG20110041 A1 IT BG20110041A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
data
network
measurements
devices
electrical
Prior art date
Application number
IT000041A
Other languages
English (en)
Inventor
Alessandro Chies
Sangiovanni Gianpaolo Vitalini
Original Assignee
Etc S R L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Etc S R L filed Critical Etc S R L
Priority to IT000041A priority Critical patent/ITBG20110041A1/it
Priority to PCT/IB2012/055204 priority patent/WO2013046176A2/en
Publication of ITBG20110041A1 publication Critical patent/ITBG20110041A1/it

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06Energy or water supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00016Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Description

SISTEMA PER IL MONITORAGGIO IN REMOTO DI RETI ELETTRICHE
DESCRIZIONE
La presente invenzione à ̈ relativa a un sistema per la gestione in remoto di una o più reti elettriche, comprendenti uno o più generatori elettrici e/o uno o più dispositivi di carico.
Le reti elettriche hanno subito un processo di profonda trasformazione dovuto, in particolare, all’esigenza di consentire l’accesso alle stesse ad un numero sempre più crescente di nuovi utenti, di tipologia attiva o passiva. A ciò ha conseguito l’ineludibile necessità di gestione delle reti in modo tale da garantire adeguati standard di sicurezza e di qualità del servizio, nonché la possibilità di gestire e pianificare produzione e carichi.
L’attività di pianificazione della rete elettrica si rivela, pertanto, difficoltosa in relazione alla molteplicità di variabili da tenere in considerazione, risultando necessaria la disponibilità di strumenti che consentano una gestione accurata delle reti.
Accanto alle tradizionali reti di produzione e gestione dell’energia elettrica, si à ̈ sviluppata la Generazione Distribuita (GD). Questa à ̈ un nuovo modello di produzione e di distribuzione d’energia elettrica, che si basa sull’integrazione nelle reti elettriche di piccoli e medi impianti a fonte rinnovabile e di cogenerazione, connessi alla rete di distribuzione o meno.
Tali impianti elettrici sono di norma localizzati in prossimità dell’utente finale, contribuendo così a ridurre la necessità d’investimenti e d’infrastrutture, per aumentare la capacità di trasporto delle reti elettriche di trasmissione e di distribuzione, consentendo nello stesso tempo la riduzione delle perdite di rete e dei costi di distribuzione. La Generazione Distribuita può fornire un’alimentazione di maggiore affidabilità e di miglior qualità elettrica.
La costante crescita della domanda d’energia elettrica, accompagnata dalla necessità della sicurezza della fornitura elettrica e dalla riduzione dei gas serra, trova nella crescita della Generazione Distribuita e nelle tecnologie a fonte rinnovabile, quelle componenti essenziali verso uno sviluppo sostenibile. Dunque, l’ingresso massiccio della Generazione Distribuita e delle tecnologie a fonte rinnovabile nel mondo elettrico, comporta la necessità di una maggiore flessibilità nel controllo della reti e pone chi esercisce la stesse di fronte a problematiche nuove. La rete di distribuzione, originariamente concepita come passiva, risulta essa stessa attiva in quanto si può invertire il normale flusso di potenza, comportando un cambiamento nelle logiche di controllo della rete.
Il fatto che le reti elettriche non siano più passive ma attive rende inevitabilmente più incerto l’esercizio del sistema. Tali reti sono, infatti, caratterizzate da una molteplicità di sorgenti di energia, fra loro differenti per tipologia e dimensioni, da sempre più numerosi dispositivi di carico e ad una crescente esigenza di controllo di costi e potenze impiegate.
La gestione attiva delle reti elettriche, con la partecipazione attiva di generatori e dei carichi nella gestione delle stesse, à ̈ la soluzione più promettente per favorire l’integrazione delle fonti di energia rinnovabile e per migliorare l’efficienza della fornitura d’energia elettrica. Trascurare questi aspetti nella pianificazione ottimale delle reti elettriche, oltre che portare a soluzioni non ottime, potrebbe addirittura causare problemi di power quality, di affidabilità, di efficienza energetica, di regolazione del sistema e di controllo del sistema.
Risulta, perciò, di particolare utilità avere a disposizione strumenti per collezionare informazioni energetiche ed elettriche da siti remoti all’interno di un sistema di database. In particolare, risulta utile un sistema in grado di produrre indici di funzionamento e di resa delle reti elettriche, in base ai dati raccolti.
Sono noti numerosi sistemi in grado di effettuare una raccolta di dati e misure da apparecchiature elettriche o sistemi energetici. Tali sistemi, però, presentano svantaggi significativi. Un problema dei sistemi e dispositivi noti à ̈ relativo alla mancanza di scalabilità. In particolare, le soluzioni note sono spesso realizzate ad hoc per ogni impianto, creando notevoli problemi in caso di modifiche alla configurazione del sistema per adeguamenti o ampliamenti di potenza.
Un ulteriore problema à ̈ relativo all’interazione tra il sistema e le reti. Tale interazione avviene, infatti, solo attraverso software dedicati da installare su clients ad hoc. Ciò comporta elevata complessità nell’installazione e nella gestione, nonché difficoltà nella relazione con personale tecnico deposto all’installazione.
La complessità dei sistemi si ripercuote ulteriormente anche nei costi elevati dei componenti necessari e nell’elevato numero di ore uomo necessarie per l’installazione e la configurazione, che innalzano inevitabilmente il costo del sistema stesso.
Sarebbe pertanto desiderabile disporre di un sistema per la gestione di reti, apparati e dispositivi elettici in grado di ridurre i costi di implementazione dello stesso.
Sarebbe inoltre desiderabile che tale sistema garantisse un’elevata scalabilità per un utilizzo su impianti di dimensione e configurazione differenti.
Sarebbe anche desiderabile che tale sistema consentisse l’accesso ai dati da qualsiasi punto della rete Internet.
Infine, sarebbe desiderabile che tale sistema fosse configurabile per adattarsi a qualsiasi richieste ed esigenza degli utenti.
Nell’ambito del compito suddetto, uno scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un sistema in grado di minimizzare i costi di implementazione grazie alla minimizzazione ed ottimizzazione dei componenti utilizzati.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un sistema in grado di garantire la massima flessibilità per far fronte alle richieste ed esigenze degli utenti, risultando scalabile in tutte le sue componenti.
Ancora uno scopo, rientrante nel compito suddetto, à ̈ quello di fornire un sistema in grado di sfruttare soluzioni Web oriented, garantendo l’accesso ai dati da qualsiasi punto della rete Internet.
Gli scopi sopra menzionati sono raggiunti da un sistema per la gestione in remoto di una o più reti elettriche, di uno o più utenti, comprendenti uno o più generatori elettrici e/o uno o più dispositivi di carico caratterizzato dal fatto di comprendere:
- uno o più mezzi di monitoraggio di parametri elettrici, operativamente connessi alla rete elettrica e/o ai generatori e/o ai dispositivi; i mezzi di monitoraggio ricevendo una o più misure dei parametri, della rete elettrica e/o dei generatori e/o dei dispositivi, ad intervalli temporali costanti e predeterminati; i mezzi di monitoraggio utilizzando protocolli di comunicazione di rete per l’inoltro delle misure;
- uno o più servers di rete, operativamente connessi con i mezzi di monitoraggio, per la ricezione delle misure mediante protocolli di comunicazione di rete e/o per la memorizzazione su supporti durevoli e non volatili delle misure;
- un database principale per la memorizzazione almeno di primi dati relativi alle caratteristiche della rete e/o dei generatori elettrici e/o dei dispositivi di carico da monitorare;
- uno o più database secondari;
- uno o più mezzi di controllo operativamente connessi con i servers di rete, con il database principale e con i database secondari; i mezzi di controllo prelevando le misure dai servers di rete e generando secondi dati dalla conversione e/o dall’elaborazione delle misure e dei primi dati; i secondi dati essendo memorizzati nei database secondari.
Con le caratteristiche sopra descritte, il sistema consente il controllo e la gestione di reti elettriche e/o di generatori di energia elettrica e/o di dispositivi di carico a tali reti collegati. In particolare, il sistema consente un’elevata scalabilità ed adattabilità a tutte le tipologie di reti, generatori e dispositivi di cui si vuole ottenere il monitoraggio e/o il controllo.
Preferibilmente il sistema comprende mezzi per la generazione di uno o più reports e/o statistiche dai secondi dati. In particolare, il sistema comprende mezzi per l’inoltro dei secondi dati e/o dei reports agli utenti.
In tal modo semplificando le operazioni di controllo e gestione all’utente.
Preferibilmente il sistema comprende primi mezzi per la visualizzazione su dispositivi elettronici dei reports e/o delle statistiche e/o dei secondi dati; i primi mezzi per la visualizzazione essendo operativamente connessi con i database secondari e/o con i mezzi di controllo ed utilizzando protocolli di comunicazione di rete per l’acquisizione dei reports e/o delle statistiche e/o dei secondi dati. In particolare, il sistema comprende, ulteriormente, secondi mezzi per la visualizzazione su dispositivi elettronici portatili dei reports e/o delle statistiche e/o dei secondi dati; i secondi mezzi per la visualizzazione essendo operativamente connessi con i database secondari e/o con i mezzi di controllo ed utilizzando protocolli di comunicazione mobile di rete per l’acquisizione dei reports e/o delle statistiche e/o dei secondi dati.
In tal modo consentendo la fruibilità del sistema da qualsiasi dislocazione geografica mediante una connessione alla rete Internet.
Preferibilmente il sistema comprende mezzi per la ricezione di segnali di comando dagli utenti mediante protocolli di comunicazione di rete; i mezzi per la ricezione di segnali di comando essendo operativamente connessi con i mezzi di controllo.
In tal modo l’utente à ̈ in grado di impartire ordini e comandi al sistema per modificare i parametri da monitorare o per eseguire attività in remoto mediante i dispositivi connessi al sistema.
Preferibilmente le misure comprendono almeno la misura del voltaggio e/o la misura della corrente e/o la misura della temperatura della rete elettrica e/o dei generatori e/o dei dispositivi.
Preferibilmente i generatori elettrici comprendono almeno un pannello fotovoltaico e/o almeno una cella fotovoltaica; le misure comprendendo almeno il voltaggio e/o la corrente e/o la temperatura del pannello e/o della cella fotovoltaica. In particolare, il pannello fotovoltaico e/o la cella fotovoltaica sono provvisti di almeno un inverter; i mezzi di monitoraggio essendo operativamente connessi all’inverter per la misura dei parametri.
Preferibilmente il sistema comprende mezzi sensori per la misurazione dei parametri dalla rete elettrica e/o dai generatori e/o dai dispositivi; i mezzi sensori essendo operativamente connessi con i mezzi di monitoraggio.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, illustrate a titolo esemplificativo e non limitativo nelle allegate figure, in cui:
- la Figura 1 Ã ̈ una rappresentazione schematica di una prima forma di realizzazione preferita del sistema per la gestione in remoto di reti elettriche secondo la presente invenzione;
- la Figura 2 Ã ̈ una rappresentazione schematica di una seconda forma di realizzazione del sistema per la gestione di un impianto fotovoltaico, secondo la presente invenzione;
- la Figura 3 Ã ̈ una rappresentazione schematica della forma di realizzazione dei mezzi di controllo dei sistemi di Figura 1 e 2, secondo la presente invenzione.
Con riferimento alla Figura 1 à ̈ illustrata una prima forma di realizzazione del sistema 1 per la gestione in remoto di due reti elettriche distinte. In particolare, una prima rete elettrica 11 à ̈ relativa ad un edificio ad uso civile mentre una seconda rete elettrica 21 à ̈ relativa ad un edificio ad uso industriale. Dunque, nella presente forma di realizzazione si ipotizza che un singolo utente 31 debba monitorare e controllare due distinte reti elettriche situate in due località differenti.
Il sistema 1, come illustrato, presenta una suddivisione in diverse macro aree. La macro area Server comprende le configurazioni ed installazioni dei servers utilizzati per la memorizzazione dei dati delle misure relative alle reti 11, 21, per la successiva pubblicazione degli stessi in funzione di autenticazioni specifiche (username, password) attraverso un server WEB, per l’invio mediante posta elettronica di notifiche di allarme o consegna di reports, e per la memorizzazione di dati su base annuale di operatività e delle statistiche delle reti 11, 21 del cliente 31. La macro area Rete Servizi à ̈ la rete sulla quale insistono i servizi e dalla quale vengono erogati i servizi al cliente 31 del sistema 1. Tale cliente 31 può essere interno o esterno alla stessa rete. La macro area Firewall à ̈ l’apparato che funge da barriera agli attacchi e protegge la Rete Servizio da intromissioni da parte di hackers. Tale barriera à ̈ funzionale alla protezione dei dati memorizzati nel tempo. La macro area Accesso Internet rappresenta la connessione alla rete globale IP.
Le due reti elettriche 11, 21 sono provviste, ognuna, di una pluralità di generatori elettrici (non illustrati) e di una pluralità di dispositivi di carico (non illustrati), comandati da un sistema centrale cui i mezzi di monitoraggio 111 e 121 sono, rispettivamente, operativamente connessi. Tale connessione consente la ricezione di una pluralità di misure dei parametri operativi caratteristici delle reti 11, 21, come nel seguito dettagliatamente descritto.
I mezzi di monitoraggio 111, 121 presentano un’interfaccia WEB per le operazioni di configurazione iniziale e di esposizione e visualizzazione delle misure da rilevare su un quadro sinottico esportabile su qualunque dispositivo WEB enabled. Tali mezzi 111, 121 comprendono, ciascuno, un modulo dotato di CPU embedded ad alte prestazioni e basso consumo che consente di accedere attraverso la rete Ethernet in standard IP a risorse analogiche, digitali sia in ingresso che in uscita, come illustrato in Figura 3. I mezzi 111, 121 sono, ulteriormente, in grado di comunicare con dispositivi esterni dotati di interfaccia seriale di tipo tradizionale ed agire da sistema di supervisione autonoma in grado di prelevare informazioni sia dalle connessioni dirette attraverso le grandezze misurabili dalla scheda che attraverso l’interazione con dispositivi esterni. Il sistema 1, infatti, può comprendere mezzi per la ricezione di segnali di comando (non illustrati) dagli utenti 31, operativamente connessi con i mezzi di controllo 111, 121. Ulteriormente, il sistema 1 può comprendere mezzi sensori (non illustrati) per la misurazione dei parametri della rete elettrica, dei generatori e dei dispositivi, anch’essi operativamente connessi con i mezzi di monitoraggio 111, 121.
La possibilità di monitorare le grandezze direttamente o mediante sensori si basa su un motore di generazione di interfacce interno ai mezzi di monitoraggio 111, 121. Il motore contiene, infatti, un sistema di elaborazione grammaticale che, opportunamente istruito mediante driver di piccolissime dimensioni, scaricabile tramite connessione Ethernet sui dispositivi da monitorare, consente il completo accesso a detti dispositivi esterni di qualsivoglia complessità e potenza.
Le informazioni possono essere adoperate per eseguire azioni locali immediate o visualizzazioni su quadri sinottici virtuali, accessibili tramite interfaccia WEB personalizzabile e con autenticazione a due livelli (admin e user), con livelli di accesso selezionabili direttamente dall’interfaccia WEB stessa.
Il sistema 1 comprende ulteriormente un server di rete FTP 120, operativamente connesso con i mezzi di monitoraggio 111, 121, mediante una connessione di rete Ethernet con comunicazione su protocolli di rete.
Il sistema 1 comprende, inoltre, un database principale e una pluralità di database secondari 130, operativamente connessi con i mezzi di monitoraggio 111, 121, come descritto per il server di rete FTP 120. Il database principale 130 comprende un supporto fisico interno (non illustrato) in cui sono memorizzati primi dati relativi alle caratteristiche delle reti 11 e 21, compresi dati relativi alle caratteristiche tecniche dei generatori elettrici e dei dispositivi di carico da monitorare. I database secondari, invece, comprendono supporti fisici interni (non illustrati) utili per la memorizzazione dell’elaborazione delle misure rilevate sulla base dei primi dati contenuti entro il database principale, come successivamente descritto.
I mezzi di controllo 140 del sistema 1 sono realizzati mediante un ulteriore server, connesso in rete ed operativamente connesso con il server di rete FTP 120, con il database principale e i database secondari 130, ed hanno il compito di produrre i secondi dati, da memorizzare entro i database secondari sulla base delle misure ricevute e delle informazioni memorizzate entro il database principale.
Il sistema 1, comprende, ulteriormente, mezzi per la generazione di reports e statistiche relativi all’operatività delle reti 11, 21 e mezzi per l’inoltro di secondi dati e dei reports generati all’utente 31 delle reti 11, 21. Entrambi i mezzi sono realizzati con ulteriore server 160, connesso in rete, e operativamente connesso con i mezzi di controllo.
Il sistema 1 comprende primi mezzi per la visualizzazione su dispositivi elettronici 190 dei reports, delle statistiche e dei secondi dati elaborati dai mezzi di controllo 140. Tali mezzi sono realizzati mediante un WEB server 180, connesso in rete e operativamente connesso con i database secondari e con detti mezzi di controllo. La connessione in rete tra questi à ̈ realizzata mediante protocolli di comunicazione di rete per l’acquisizione dei reports, delle statistiche e dei secondi dati.
Inoltre, il sistema 1 comprende secondi mezzi per la visualizzazione su dispositivi elettronici portatili 151, 152 di reports, statistiche e secondi dati. Tali secondi mezzi sono realizzati con il medesimo WEB server 180 dei primi mezzi, come precedentemente descritto. Ulteriormente la connessione in rete dei secondi mezzi con i dispositivi mobili 151, 152 utilizza protocolli di comunicazione mobile di rete per l’acquisizione dei reports, delle statistiche e dei secondi dati da pubblicare.
Ad intervalli temporali costanti e predeterminati, i mezzi di monitoraggio 111, 121 acquisiscono le misure inviate, rispettivamente, dai sistemi centrali di ciascuna rete 11, 21. Tali misure comprendono la misura del voltaggio, la misura della corrente e la misura della temperatura delle reti elettriche 11, 21 e di ciascuno dei generatori e dei dispositivi di carico a queste collegate. Le misure potrebbero ugualmente comprendere ulteriori parametri da rilevare, quale il tempo di funzionamento di ciascun dispositivo o ulteriori parametri definibili dall’utente 31.
Le misure rilevate vengono trasmesse dai mezzi di monitoraggio 111, 121, mediante protocolli di comunicazione di rete, al server di rete FTP 120, operativamente connesso con questi. Le connessioni di invio 131, 132 rappresentano il flusso dei dati in formato testo inviati verso la macro area Server dai dispositivi di monitoraggio 111, 121. Tali dati possono essere collezionati attraverso una comunicazione BusCom (seriale RS485) oppure attraverso sonde esterne analogiche o digitali, quando presenti.
I dati ricevuti vengono, dunque, memorizzati su supporti durevoli (non illustrati) di cui detti server 120 sono provvisti.
I mezzi di controllo 140 del sistema 1, prelevano, dunque, le misure memorizzate sul server di rete FTP 120. Allo stesso tempo, gli stessi interrogano il database principale sul server 130 per generare secondi dati dalla conversione ed elaborazione delle misure prelevate e dei primi dati in relazione ai reports e statistiche che l’utente 31 ha chiesto di ottenere. I secondi dati sono dunque memorizzati nei database secondari del server 130 per gli utilizzi e le interrogazioni successive.
Il cliente 31 potrebbe, dunque, richiedere la visualizzazione dei secondi dati, dei reports e delle statistiche mediante un accesso WEB da console 190, o mediante dispositivi mobili quali un laptop 152 o un palmare 151. Le connessioni di ricezione 181, 182 rappresentano il flusso dei dati verso il cliente 31 in modalità http, E-mail oppure SMS, a seconda del dispositivo da cui lo stesso effettua la richiesta. Tali informazioni non sono correlate alla tecnologia utilizzata dal cliente e possono essere visionate in qualsiasi punto del mondo in cui sia presente un accesso ad Internet.
Con riferimento alla Figura 2 à ̈ illustrata una seconda forma di realizzazione del sistema 2 secondo la presente invenzione. In tale realizzazione, il sistema 2 à ̈ utilizzato per il monitoraggio e la gestione di un impianto per la produzione di energia fotovoltaica mediante una pluralità di celle fotovoltaiche 12. I componenti principali dello stesso risultano, però, simili a quelli descritti per la precedente forma di realizzazione, con esclusione delle differenze evidenziate nel seguito.
Anche tale sistema 2, come illustrato, presenta una suddivisione in più macro aree. La macro area Layer Cliente à ̈ il livello ove à ̈ ubicato l’impianto fotovoltaico 12. I componenti di questo livello sono l’impianto fotovoltaico 12 con i suoi inverters 212 nonché il dispositivo di monitoraggio 210 a questi connesso, a sua volta collegato in rete mediante HUB di rete con connettività TCP/IP. La macro area Layer Internet à ̈ rappresentata da un server FTP pubblico 220 che riceve le misure inoltrate dai mezzi di monitoraggio 210, cui à ̈ operativamente connesso, mediante protocolli di comunicazione di rete su una porta TCP/IP. Nella macro area Layer EPIC avviene l’elaborazione delle misure ricevute per essere visualizzate successivamente sulla console del Server Web 260 o sui dispositivi mobili dell’utente (non illustrati). I suoi componenti fondamentali sono i mezzi di controllo 250, che si occupano di gestire le misure monitorate dai mezzi di monitoraggio 210 per memorizzarle e visualizzarle, successivamente, in una forma “human readable†; il database principale 230, contenente l’anagrafica impianti, gli utenti e i contatori; i database secondati 240’, 240’’, 240’’’ contenenti le misure rilevate in remoto dai mezzi di monitoraggio 210 e successivamente elaborate dai mezzi di controllo 250. Infine, tale macro area comprende ulteriormente il Web server con tutti i suoi applicativi per consentire la visualizzazione dei secondi dati, dei reports e delle statistiche all’utente.
Ogni cella 12 à ̈ provvista di un inverter connesso con i mezzi di monitoraggio 210 per la ricezione delle misure dei parametri elettrici relativi alle celle 12 stesse. In particolare, i mezzi di monitoraggio 210 sono realizzati come esemplificato nelle Figura 3 e come già descritto per la forma di realizzazione precedente relativa al sistema 1. Tali mezzi di monitoraggio 210 utilizzano, dunque, il collegamento Ethernet per la trasmissione delle misure mediante protocolli di rete ai servers, come nel seguito dettagliato.
Quando i mezzi di monitoraggio 210 vengono collegati agli inverters 212, questi sono opportunamente configurati per la trasmissione delle misure via internet al server FTP 220, ad intervalli costanti predeterminati.
I mezzi di controllo 250 prelevano, dunque, tali misure, consultando contemporaneamente il database principale 230 per individuare la cella di riferimento per la misura da elaborare. Se la misura à ̈ conforme alla struttura definita nello standard del sistema 2, questi attribuiscono i valori all’impianto 12 memorizzando i secondi dati nei database secondari 240’, 240’’, 240’’’. I dati così memorizzati possono essere visualizzati successivamente in maniera opportuna, quando richiesto dall’utente.
Dunque, i mezzi di controllo 250 hanno il compito di analizzare, interpretare e convertire le misure inviate dai mezzi di monitoraggio 210 per poi trasferirle, opportunamente elaborate, nei database secondari 240’, 240’’, 240’’’. In particolare, i mezzi di controllo 250 effettuano dapprima il controllo delle celle monitorate. Ogni directory presente al secondo livello rispetto alla root FTP corrisponde ad un codice cella. Prelevato questo codice, i mezzi di controllo 250 verificano nel database principale 230 se tale cella esiste ed à ̈ attiva. Se non esiste, i mezzi di controllo 250 non effettueranno nessuna elaborazione per detta cella. Se la cella esiste ed à ̈ attiva, invece, i mezzi di controllo 250 prelevano informazioni opportune sul database principale, quale il tipo di inverter, il numero di inverters presenti, i contatori relativi al tipo di cella ed infine su quale database secondario memorizzare i secondi dati, i reports e le statistiche.
Le operazioni effettuate consentono di utilizzare ulteriori software, collegati al sistema 2. Tali software permettono il monitoraggio, la misurazione e il rendimento della produzione delle celle 12 (o degli impianti, se presente più di un impianto) dislocate remotamente. Essendo il sistema 2 fruibile in ambiente Web consente ad utenti multipli e sparsi geograficamente un accesso continuo. In particolare, mediante il sistema 2, in relazione alle misure raccolte ed elaborate presenti nei database secondari 240’, 240’’, 240’’’, à ̈ possibile amministrare le celle 12 (o gli eventuali impianti), monitorando i contatori installati. Utilizzando le informazioni di geolocalizzazione presenti nel database principale 230 à ̈ possibile visualizzare lo stato in tempo reale delle celle 12 (o degli eventuali impianti). Infine, le applicazioni mediante Web console permettono di consultare tramite un dispositivo mobile lo stato e la produzione di una o più’ celle 12 (o impianti fotovoltaici), previa immissione di username e password associati ad un utente del sistema 2.
Il sistema secondo la presente invenzione presenta una logica di funzionamento che permea la struttura fisica di impianti elettrici ed energetici in modo da risultare perfettamente scalabile. Tutti i componenti costituenti il sistema consentono di realizzare un monitoraggio ed una gestione efficace, pur minimizzando i costi di implementazione dello stesso.
Vantaggiosamente, l’utilizzo di soluzioni Web oriented per l’intero sistema consente un’estrema facilità d’uso nonché la possibilità di monitorare e comandare le reti ed i dispositivi associati al sistema da qualsiasi punto d’accesso della rete Internet, eliminando i problemi dovuti alla localizzazione fisica dell’utente.
Ulteriore vantaggio à ̈, infine, relativo all’elevata flessibilità del sistema che consente allo stesso di essere adattato per qualsiasi esigenza e richiesta dell’utente.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1; 2) per la gestione in remoto di una o più reti elettriche (11, 21), di uno o più utenti (31), comprendenti uno o più generatori elettrici (12) e/o uno o più dispositivi di carico caratterizzato dal fatto di comprendere: - uno o più mezzi di monitoraggio (111, 121; 210) di parametri elettrici, operativamente connessi a detta rete elettrica (11, 21) e/o a detti generatori (12) e/o a detti dispositivi; detti mezzi di monitoraggio (111, 121; 210) ricevendo una o più misure di detti parametri, di detta rete elettrica (11, 21) e/o di detti generatori (12) e/o di detti dispositivi, ad intervalli temporali costanti e predeterminati; detti mezzi di monitoraggio (111, 121; 210) utilizzando protocolli di comunicazione di rete per l’inoltro di dette misure; - uno o più servers di rete (120; 220), operativamente connessi con detti mezzi di monitoraggio (111, 121; 210), per la ricezione di dette misure mediante detti protocolli di comunicazione di rete e/o per la memorizzazione su supporti durevoli e non volatili di dette misure; - un database principale (130; 230) per la memorizzazione almeno di primi dati relativi alle caratteristiche di detta rete (11, 21) e/o di detti generatori elettrici (12) e/o di detti dispositivi di carico da monitorare; - uno o più database secondari (130; 240’, 240’’, 240’’’); - uno o più mezzi di controllo (140; 250) operativamente connessi con detti servers di rete (120, 220), con detto database principale (130, 230) e con detti database secondari (130; 240’, 240’’, 240’’’); detti mezzi di controllo (140; 250) prelevando dette misure da detti servers di rete (120, 220) e generando secondi dati dalla conversione e/o dall’elaborazione di dette misure e di detti primi dati; detti secondi dati essendo memorizzati in detti database secondari (130; 240’, 240’’, 240’’’).
  2. 2. Sistema (1; 2) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi per la generazione (160) di uno o più reports e/o statistiche da detti secondi dati.
  3. 3. Sistema (1; 2) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi per l’inoltro (160) di detti secondi dati e/o di detti reports e/o di dette statistiche a detti utenti (31).
  4. 4. Sistema (1; 2) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente primi mezzi (180; 260) per la visualizzazione su dispositivi elettronici (190) di detti reports e/o di dette statistiche e/o di detti secondi dati; detti primi mezzi (180; 260) per la visualizzazione essendo operativamente connessi con detti database secondari (130; 240’, 240’’, 240’’’) e/o con detti mezzi di controllo (140; 250) ed utilizzando protocolli di comunicazione di rete per l’acquisizione di detti reports e/o di dette statistiche e/o di detti secondi dati.
  5. 5. Sistema (1; 2) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente secondi mezzi (180; 260) per la visualizzazione su dispositivi elettronici portatili (151, 152) di detti reports e/o di dette statistiche e/o di detti secondi dati; detti secondi mezzi (180; 260) per la visualizzazione essendo operativamente connessi con detti database secondari (130; 240’, 240’’, 240’’’) e/o con detti mezzi di controllo (140; 250) ed utilizzando protocolli di comunicazione mobile di rete per l’acquisizione di detti reports e/o di dette statistiche e/o di detti secondi dati.
  6. 6. Sistema (1; 2) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente mezzi per la ricezione di segnali di comando da detti utenti mediante protocolli di comunicazione di rete; detti mezzi per la ricezione di segnali di comando essendo operativamente connessi con detti mezzi di controllo (140; 250).
  7. 7. Sistema (1; 2) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che dette misure comprendono almeno la misura del voltaggio e/o la misura della corrente e/o la misura della temperatura di detta rete elettrica (11, 21) e/o di detti generatori (12) e/o di detti dispositivi.
  8. 8. Sistema (1; 2) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che detti generatori elettrici (12) comprendono almeno un pannello fotovoltaico e/o almeno una cella fotovoltaica; dette misure comprendendo almeno il voltaggio e/o la corrente e/o la temperatura di detto pannello e/o di detta cella fotovoltaica.
  9. 9. Sistema (1; 2) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto pannello fotovoltaico e/o detta cella fotovoltaica sono provvisti di almeno un inverter; detti mezzi di monitoraggio (111, 121; 210) essendo operativamente connessi a detto inverter per la misura di detti parametri.
  10. 10. Sistema (1; 2) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che di comprendere ulteriormente mezzi sensori per la misurazione di detti parametri da detta rete elettrica (11, 21) e/o da detti generatori (12) e/o da detti dispositivi; detti mezzi sensori essendo operativamente connessi con detti mezzi di monitoraggio (111, 121; 210).
IT000041A 2011-09-30 2011-09-30 Sistema per il monitoraggio in remoto di reti elettriche ITBG20110041A1 (it)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000041A ITBG20110041A1 (it) 2011-09-30 2011-09-30 Sistema per il monitoraggio in remoto di reti elettriche
PCT/IB2012/055204 WO2013046176A2 (en) 2011-09-30 2012-09-28 System for remote management of electric grids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000041A ITBG20110041A1 (it) 2011-09-30 2011-09-30 Sistema per il monitoraggio in remoto di reti elettriche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITBG20110041A1 true ITBG20110041A1 (it) 2013-03-31

Family

ID=44993648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000041A ITBG20110041A1 (it) 2011-09-30 2011-09-30 Sistema per il monitoraggio in remoto di reti elettriche

Country Status (2)

Country Link
IT (1) ITBG20110041A1 (it)
WO (1) WO2013046176A2 (it)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202019102368U1 (de) * 2019-04-26 2020-07-28 WAGO Verwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung System zur Auslegung eines Niederspannungs-Verteilnetzes an einer Ortsnetzstation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080262820A1 (en) * 2006-07-19 2008-10-23 Edsa Micro Corporation Real-time predictive systems for intelligent energy monitoring and management of electrical power networks
US20080294472A1 (en) * 2005-02-02 2008-11-27 Kazuo Yamada Server For a Distributed Power Generation Management System and Power Generation Management System Using the Same
US20090144000A1 (en) * 2007-12-02 2009-06-04 Michael Herzig Systems and methods for monitoring and diagnosing the power generated by renewable power systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080294472A1 (en) * 2005-02-02 2008-11-27 Kazuo Yamada Server For a Distributed Power Generation Management System and Power Generation Management System Using the Same
US20080262820A1 (en) * 2006-07-19 2008-10-23 Edsa Micro Corporation Real-time predictive systems for intelligent energy monitoring and management of electrical power networks
US20090144000A1 (en) * 2007-12-02 2009-06-04 Michael Herzig Systems and methods for monitoring and diagnosing the power generated by renewable power systems

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013046176A2 (en) 2013-04-04
WO2013046176A3 (en) 2013-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tao et al. The impact of Internet of Things supported by emerging 5G in power systems: A review
US8983784B2 (en) Smartgrid energy-usage-data storage and presentation systems, devices, protocol, and processes including a storage distribution process and protocol
Eltamaly et al. IoT-based hybrid renewable energy system for smart campus
CN205901441U (zh) 新能源电站集中管控系统
US20120154171A1 (en) Smartgrid Energy-Usage-Data Storage and Presentation Systems, Devices, Protocol, and Processes Including an Announcement Protocol
OMalley et al. Energy comes together: the integration of all systems [Guest Editorial]
Shahryari et al. Demand side management using the internet of energy based on fog and cloud computing
DK2633600T3 (en) METHOD OF SHORT-CYCLE DATA REGISTRATION, ENERGY MONITORING AND SMART METERING / SMART GRID NETWORK MANAGEMENT USING A DISTRIBUTED, INTELLIGENT MIDDLEWARE
US20120158328A1 (en) Smartgrid Energy-Usage-Data Storage and Presentation Systems, Devices, Protocol, and Processes Including a Storage Distribution Process
CN104269937B (zh) 一种分布式光伏电站的运行监控系统
Wang et al. Research on application and security protection of internet of things in smart grid
CN102710023A (zh) 适用于不同类型的风光储微网系统的监控系统
Llaria et al. Application of wireless sensor and actuator networks to achieve intelligent microgrids: A promising approach towards a global smart grid deployment
Pramudhita et al. Internet of Things integration in smart grid
Hosseinzadeh et al. A real-time monitoring platform for distributed energy resources in a microgrid—pilot study in oman
López et al. Development, implementation and evaluation of a wireless sensor network and a web-based platform for the monitoring and management of a microgrid with renewable energy sources
Arbab-Zavar et al. Message queuing telemetry transport communication infrastructure for grid-connected AC microgrids management
Geberslassie et al. Future SCADA systems for decentralized distribution systems
Sheba et al. A new low‐cost and low‐power industrial internet of things infrastructure for effective integration of distributed and isolated systems with smart grids
Alsharif et al. Unleashing the potential of sixth generation (6G) wireless networks in smart energy grid management: a comprehensive review
KR101944067B1 (ko) 열 전기 복합그리드 ems 플랫폼
KR20160049446A (ko) 스마트그리드 환경에서 다중 슬레이브 장치의 분산전원 정보 선택적 전송 장치 및 방법
ITBG20110041A1 (it) Sistema per il monitoraggio in remoto di reti elettriche
Li et al. WSN-based efficient monitoring for overhead transmission line in smart grid
Singh et al. Survey on communication architectures for wind energy integration with the smart grid