ITUB20153381A1 - Apparato e metodo di controllo e gestione di utenze - Google Patents

Description

"APPARATO E METODO DI CONTROLLO E GESTIONE DI UTENZE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un apparato e ad un metodo di controllo e gestione di utenze, in particolare di utenza elettriche.

Più in particolare, il presente trovato si riferisce ad un apparato e ad un metodo che permettono di controllare l’assorbimento della potenza delle utenze elettriche garantendone l’operatività all’utente, con ciò evitando il sovraccarico della rete di alimentazione

STATO DELLA TECNICA

Generalmente in un ambiente domestico, o commerciale, sono presenti diverse utenze elettriche che sono contemporaneamente collegato ad una rete di alimentazione e assorbono potenza da essa. Nel caso in cui la somma della potenza assorbita dalle singole utenze elettriche sia superiore a quella fornita dalla rete di alimentazione, si possono verificare delle interruzioni del servizio, oppure può verificarsi un aumento dei costi dell’energia.

Ita fig. 1 illustra l’andamento dell’assorbimento di potenza elettrica da parte di dispositivi di assorbimento elettrico di due possibili utenze A e B che sono attivati o disattivati quando una variabile di stato VA, VB, variabile all’interno di un intervallo operativo, raggiunge rispettivamente il valore minimo VAmin, VBmin o il valore massimo VAmax, VBmax, Tn particolare, le utenze A, B vengono attivate quando viene raggiunto un valore di accensione, nel caso d’esempio corrispondente al valore minimo VAmin, VBmin e vengono spente quando raggiungono un valore di set-point, nel caso d’esempio corrispondente al valore massimo VAmax, VBmax.

Quando le utenze A e B sono attivate assorbono rispettive potenze elettriche ΡΛ e PB. Come si può osservare nella fig. 1, quando sia l’utenza A che l’utenza B sono attivate contemporaneamente, si verifica un aumento della potenza complessiva assorbita PC dalla rete di alimentazione, che può superare un valore di potenza massima disponibile Pmax corrispondente alla potenza massima fornita dalla rete di alimentazione, o ad un valore di potenza massima impostato da un utente.

In questo caso può verificarsi un’interruzione del servizio, dovuto al superamento della soglia di potenza massima disponibile Pmax, con evidenti disagi per gli utenti che devono ripristinare il servizio e riaccendere tutte le utenze. Questo è particolarmente svantaggioso soprattutto in ambienti commerciali.

Sono noti apparati che permettono di mantenere controllato l’assorbimento di energia elettrica da parte di utenze elettriche. Gli apparati di tipo noto sono generalmente collegati alle singole prese elettriche, o ai punti in cui le diverse utenze elettriche sono collegate alla rete di alimentazione, c possono attivare o disattivare l’utenza elettrica permettendo o interrompendo F alimentazione dell’utenza elettrica stessa. In questo caso l’utenza elettrica viene completamente spenta, c non può essere utilizzata da un utente senza essere prima riaccesa.

Questi tipi di apparati di controllo di potenza non sono adatti nel caso in cui le utenze elettriche da controllare debbano rimanere sempre attive e pronte per l’utilizzo da parte di un utente, come ad esempio gli apparati frigoriferi, oppure le macchine per la preparazione di caffè in un esercizio pubblico.

Quando sono presenti diverse utenze elettriche che devono rimanere sempre accese, la soglia teorica di potenza elettrica massima assorbita è data dalla somma delle potenze nominali delle diverse utenze elettriche. Per garantire la continuità di servizio deve essere quindi garantito un livello di potenza adeguato della rete di alimentazione per soddisfare il picco di consumo delle utenze elettriche.

La mancanza di correlazione tra le utenze elettriche comporta una grave inefficienza nell’utilizzo della potenza disponibile, sia perché può provocare interruzioni del servizio, sia per i gestori di rete e per il dimensionamento degli impianti di alimentazione, che devono essere generalmente sovradimensionati.

Uno scopo dei presente trovato è quello di fornire un apparato ed un metodo per controllare e gestire le utenze elettriche controllandone il consumo di potenza elettrica, mantenendone la funzionalità, e quindi mantenendole pronte per l’utilizzo.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un apparato ed un metodo che permettano di regolare il funzionamento delle utenze elettriche senza superare una determinata soglia di consumo di potenza elettrica.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi c vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL PROVATO

Il presente trovalo è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell’idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, un apparato di controllo e gestione di utenze elettriche collegato ad una rete di alimentazione comprende una pluralità di utenze elettriche, ciascuna provvista di un dispositivo di assorbimento elettrico selettivamente attivabile/dis attivabile per regolare una specifica variabile di stato c mantenerla all’interno di un determinato intervallo operativo

l.e utenze elettriche comprendono inoltre almeno un sensore di rilevamento della variabile di stato.

In particolare la variabile di stato può variare nell’intervallo operativo sopra definito che contiene un valore di sct-point prefissato c voluto dall’utente per il corretto funzionamento dell’utenza. In particolare, il suddetto intervallo operativo può essere determinato da un valore minimo e massimo, costanti o variabili nel tempo, che possono essere impostati direttamente da un operatore, oppure possono essere determinati conoscendo i valori del set-point c dell’intervallo.

L’apparato comprende un’unità di controllo e comando collegata alla rete di alimentazione, ai sensori ed ai dispositivi elettrici.

L’unità di controllo e comando è configurata per rilevare i valori delle variabili di stato e per determinare una potenza istantanea assorbita da ciascuna utenza elettrica. Inoltre, l’unità di controllo c comando è configurata per determinare una potenza complessiva assorbita, data almeno dalla somma delle potenze istantanee assorbite.

L’unità di controllo c comando è configurata, inoltre, per determinare Γ attivazione/disattivazione di uno o più dei suddetti dispositivi di assorbimento elettrico in modo che la potenza complessiva assorbita non superi una potenza massima fruibile e che la variabile di stato di ciascuna utenza elettrica sia sempre compresa nel rispettivo intervallo operativo. In accordo con una variante realizzativa, l’unità di controllo e comando può essere collegata anche alla rete di alimentazione. L’unità di controllo e comando può determinare una potenza massima fruibile. La potenza massima fruibile, ad esempio, può essere un valore fisso determinato, rilevato, o stimato dalla rete di alimentazione, ad esempio dettato da uno specifico contratto di fornitura, oppure può essere un valore variabile nel tempo c legato ad esempio alla disponibilità di energia presente nella rete di alimentazione, ad esempio nel caso in cui la rete di alimentazione comprenda fonti di energia rinnovabile, ad esempio fotovoltaica, eolica, o altro.

In accordo con una variante la potenza massima fruibile è un valore parametri zzato, ovvero un valore impostato da un utente.

Forme di realizzazione qui descritte si riferiscono anche ad un metodo di controllo e gestione di utenze elettriche collegate ad una rete di alimentazione elettrica.

TI metodo prevede di rilevare, in almeno alcune delle utenze elettriche, una rispettiva variabile di stato di funzionamento dell’utenza elettrica e di attivare/disattivare selettivamente almeno un dispositivo di assorbimento elettrico di ciascuna utenza elettrica per mantenere la variabile di stato di funzionamento di quest’ultima compresa all’interno di un rispettivo intervallo operativo.

In accordo con un aspetto del presente trovato, il metodo comprende: - la rilevazione delle variabili di stato di funzionamento di almeno alcune delle utenze;

- la determinazione di una potenza istantanea assorbita da ciascuna delle utenze elettriche;

- la determinazione di una potenza complessiva assorbita data almeno dalla somma delle potenze istantanee;

- Γ elaborazione di un algoritmo di controllo per attivare/ disattivare uno o più dei dispositivi di assorbimento elettrico in modo che la potenza complessiva assorbita non superi una potenza massima fruibile e che la variabile di stato di ciascuna utenza elettrica sia sempre compresa nel rispettivo intervallo operativo.

li..LUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: - la fig. 1 è un grafico che mostra l’andamento nel tempo dell’attivazione c dell’ assorbimento di potenza da parte di dispositivi di assorbimento elettrico di due utenze elettriche nello stato dell’arte

- la fig. 2 è uno schema a blocchi di un apparato di controllo e gestione di utenze elettriche in accordo con forme di realizzazione del presente trovato;

- la fig. 3 è uno schema a blocchi del metodo di controllo e gestione di utenze elettriche in accordo con forme di realizzazione del presente trovato;

- la fig. 4 è un grafico che mostra l’andamento nel tempo dell’attivazione e dell 'assorbimento di potenza da parte di dispositivi di assorbimento elettrico di due utenze elettriche utilizzando un apparato ed un metodo secondo forme di realizzazione del presente trovato.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi c caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si farà ora riferimento nel dettaglio alle varie forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o più esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio è fornito a titolo di illustrazione del trovato e non è inteso come una limitazione dello stesso.

In accordo con la presente descrizione, fonne di realizzazione qui descritte utilizzando la fig. 2 si riferiscono ad un apparato 10 di controllo e gestione di utenze elettriche 12.

Esempi non limitativi di utenze elettriche 12 possono essere frigoriferi, macchine per la preparazione di caffè in un esercizio commerciale, macchine di lavaggio di una lavanderia, altri tipi di elettrodomestici, etc.

Possono essere previste diverse tipologie di utenze elettriche 12, 112. Per tipologia di un’utenza elettrica 12, 112 si intende se l’utenza elettrica 12 è del tipo che rimane sempre acceso e in cui l’attivazione/disattivazione del dispositivo di assorbimento elettrico 14 dipende da una determinata variabile di stato, oppure se l’attivazione/ disattivazione dell’utenza elettrica 112 dipende da un’azione di accensione/spegnimento da parte di un utente.

Nel primo caso, l’andamento della variabile di stato dell’utenza elettrica 12 nell’intervallo operativo, e l’inseguimento del valore di setpoint, determina automaticamente un assorbimento di potenza secondo un andamento ciclico corrispondente all’andamento della variabile di stato stessa. Nel secondo caso, l’utenza elettrica 112 viene accesa o spenta da un utente e assorbe potenza in modo non ciclico durante il suo funzionamento, per cui l’assorbimento di potenza non è noto a priori. Nel seguito le utenze elettriche 12 del primo tipo saranno anche denominate utenze elettriche 12 primarie, mentre quelle del secondo tipo saranno anche denominate utenze elettriche secondarie 112.

Ciascuna utenza elettrica 12,1 12 può essere collegata ad una rete di alimentazione 30 elettrica ed essere alimentata da essa. La rete di alimentazione 30 può fornire una potenza massima Pmax fruibile.

In accordo con forme di realizzazione, la rete di alimentazione 30 può essere una rete di alimentazione collegata ad un gestore di fornitura di energia elettrica, oppure può essere una rete di alimentazione coliegala ad un impianto di produzione di energia elettrica da fonti di energia rinnovabile, ad esempio un impianto fotovoltaico.

La potenza massima Pmax fruibile può corrispondere alla potenza massima erogata dalla rete di alimentazione 30. e può essere un valore fisso, o variabile nel tempo. Nel primo caso il valore di potenza massima Pmax può essere un valore impostato da un utente perché correlato ad esempio a contratti di fornitura di energia elettrica e nel secondo caso il valore di potenza massima Pmax può ad esempio essere correlato alla produttività di un impianto di produzione di energia da fonti rinnovabili o indipendenti.

In accordo con forme di realizzazione, ciascuna utenza elettrica 12 è provvista di un dispositivo di assorbimento elettrico 14, configurato per regolare una specifica variabile di stato dell’utenza elettrica 12 portandola ad uno specifico valore di set-point voluto, o almeno nelfintorno del valore di set-point. Esempi non limitativi di un dispositivo di assorbimento elettrico 14 possono essere compressori, resistenze, pompe.

In accordo con forme di realizzazione, ciascuna utenza elettrica 12 è provvista di almeno un sensore 16 di rilevamento di una variabile di stato. Esempi di variabili di stato che possono essere rilevate sono la temperatura e la pressione. A seconda della variabile di stato da rilevare i sensori 16 possono essere, ad esempio termometri, termocoppie, sonde termostatiche, sensori di pressione, o altri tipi di sensori. In accordo con forme di realizzazione, i sensori 16 possono essere integrati nelle utenze elettriche 12 o essere esterni ad esse.

In accordo con forme di realizzazione, le variabili dì stato sono mantenute all’ interno di un intervallo operativo, ad esempio definito tra un valore minimo Vmin ed un valore massimo Vmax ed all’ interno del quale è compreso il valore di set-point,

11 dispositivo di assorbimento elettrico 14 sarà attivato/disattivato per mantenere la variabile di stato all’ interno di un determinato intervallo operativo per inseguire il suddetto valore di set-point.

In accordo con forme di realizzazione, l’apparato 10 comprende un’unità di controllo e comando 18, collegata ai sensori 16 delle utenze elettriche 12 per la rilevazione delle rispettive variabili di stato mediante un collegamento dati 20.

In accordo con forme di realizzazione, il collegamento dati 20 può essere un collegamento mediante fili, oppure può essere un collegamento di tipo wireless, che utilizza un determinato protocollo di trasmissione dati.

L’unità di controllo e comando 18 è collegata alle utenze elettriche 12 anche con un collegamento elettrico 22, per rilevare una potenza istantanea Pist assorbita da ciascun dispositivo di assorbimento elettrico 14 e per determinare la loro attivazione/disattivazione selettiva.

In accordo con possibili forme di realizzazione, il collegamento elettrico 22 può comprendere una pluralità di dispositivi interruttori 28, in particolare uno per ciascun dispositivo di assorbimento elettrico 14, configurati per permettere la selettiva attivazione/disattivazione dello stesso.

In accordo con possibili varianti realizzative, i dispositivi interruttori 28 possono essere interni o esterni all<!>utenza elettrica 12, oppure integrati nell’unità di controllo e comando 18.

In accordo con forme di realizzazione, Γ unità di controllo e comando 18 comprende un dispositivo di memorizzazione 24, configurato per memorizzare, per ogni utenza elettrica 12, almeno il suddetto intervallo operativo e il valore di set-point di ciascuna variabile di stato. In accordo con forme di realizzazione, il dispositivo di memorizzazione 24 può memorizzare c/o stimare anche un valore di potenza massima Pmax fruibile dalla rete di alimentazione 30, o un valore di potenza massima Pmax imposto da un utente.

In accordo con forme di realizzazione, l’unità di controllo e comando 18 è collegata alla rete di alimentazione 30 e può rilevare ad ogni istante la potenza massima Pmax fruibile da quesfultima e opzionalmente la potenza complessiva PC istantaneamente assorbita.

In accordo con forme di realizzazione descritte utilizzando ftg. 1, può essere previsto un dispositivo di rilevazione della potenza 34 collegato alla rete di alimentazione 30 e all’unità di controllo e comando 18 mediante un collegamento 32, c configurato per rilevare la potenza massima fruibile dalla rete di alimentazione 30 e/o la potenza complessiva assorbita PC dalle utenze elettriche 12, 1 12.

11 dispositivo di rilevazione della potenza 34 può essere, ad esempio, un contatore della rete di alimentazione 30, oppure un wattmetro.

Il collegamento 32 tra l’unità di controllo c comando 18 e la rete di alimentazione 30, in particolare con il dispositivo di rilevazione della potenza 34, può essere un collegamento con fili o wireless.

Secondo fonne di realizzazione, Trinità di controllo e comando 18 comprende un dispositivo di elaborazione 26 configurato per determinare Tattivazionc/disattivazione dei dispositivi di assorbimento elettrico 14 in modo tale che la potenza complessiva PC, data almeno dalla somma delle potenze istantanee Pist assorbite dalle utenze elettriche 12, non superi il valore di potenza massima Pmax fruibile e la variabile di stato di ciascuna utenza elettrica 12 sia compresa all’ interno dell’ intervallo operativo. In accordo con forme di realizzazione descritte utilizzando la fìg. 3, il metodo di controllo e gestione di utenze elettriche 12 prevede di eseguire un algoritmo di controllo con T un ita di controllo e comando 18 per determinare se e quando attivare o disattivare un determinato dispositivo di assorbimento elettrico 14.

Una prima fase prevede di inizializzare Γ algoritmo di controllo definendo il numero di utenze elettriche 12, 112 comprese nell’apparato 10, stabilendo per ciascuna delle utenze elettriche 12, 112 le potenze nominali che possono assorbire dalla rete di alimentazione 30 e definendo la tipologia dell’utenza elettrica 12, 112.

Una volta definito numero c tipologia delle utenze elettriche 12, 112, T algoritmo di controllo prevede di analizzare lo stato interno delle varie utenze elettriche 12, 1 12. In particolare, viene analizzato lo stato dell’utenza elettrica 12, 112, ovvero se essa risulta essere accesa o spenta, nel caso in cui essa sia un’utenza elettrica secondaria 112, oppure lo stato del dispositivo di assorbimento elettrico 14 nel caso di utenze elettriche 12 sempre attive.

L’analisi dello stato interno di un’utenza elettrica 12, prevede anche la rilevazione, mediante il collegamento dati 20, del valore della variabile di stato rilevato dal sensore 16.

L’analisi dello stalo interno delle utenze elettriche 12, prevede anche di calcolare l’errore, ovvero la differenza tra il valore della variabile di stato rilevato da ciascun sensore 16 rispetto al valore di set-point che determina lattivazione/disattivazione del dispositivo di assorbimento elettrico 14.

Ad esempio, nel caso di un frigorifero, il dispositivo di assorbimento elettrico 14 è un compressore, ed è attivato quando la temperatura interna del frigorifero, ovvero la variabile di stato rilevata raggiunge il valore massimo Vmax ed è disattivato quando la temperatura raggiunge il valore minimo Vmin. Nel caso di un frigorifero, quindi, il valore di setpoint coincide con il valore minimo Vmin.

Nel caso esemplificativo di una macchina da caffè di un esercizio commerciale, invece, il dispositivo di assorbimento elettrico 14 è una resistenza elettrica, che viene attivata quando la temperatura dell’acqua per preparare il caffè, ovvero la variabile di stato rilevata raggiunge il valore minimo Vmin ed è disattivata quando la temperatura raggiunge il valore massimo Vmax, In questo caso, quindi, il valore di set-point coincide con il valore massimo Vmax.

Una volta determinato l’errore tra il valore rilevato della variabile di stato e il valore di set-point impostato, viene stilata una lista di priorità secondo l’ordine in cui devono essere attivati i dispositivi di assorbimento elettrico 14 delle utenze elettriche 12 mediante Γ esecuzione di un algoritmo di priorità AP.

In accordo con forme di realizzazione, l’algoritmo di priorità AP associa a ciascuna utenza elettrica 12 un peso diverso per determinare la lista di priorità.

Secondo forme di realizzazione,

AP = ^valore rilevato della variabile di stato; valore di set-point impostato).

In accordo con una variante,

AP = f(valore rilevato della variabile di stato; valore di set-point impostato; stato interno dell’utenza elettrica 12);

In accordo con un’ulteriore variante,

AP = f(valore rilevato della variabile di stato; valore di set-point impostato; stato interno dell’utenza elettrica 12; specifiche caratteristiche dell’utenza elettrica 12).

Esempi di caratteristiche di un’utenza elettrica 12 utilizzate per determinare la lista di priorità sono la dinamica del sistema, la potenza nominale dell’utenza elettrica 12, la potenza nominale del dispositivo di assorbimento elettrico 14, la criticità dell’utenza elettrica 12, ma possono essere considerati anche altri parametri.

In accordo con forme di realizzazione, a parità di caratteristiche tra utenze elettriche 12, sarà data priorità più alta alle utenze elettriche 12 in cui la differenza tra il valore rilevato della variabile di stato e il valore di set-point impostato risulta essere maggiore rispetto alle altre.

In accordo con forme di realizzazione, l’algoritmo di controllo prevede di rilevare la potenza istantanea Pist assorbita dalle utenze elettriche 12 attive, ad esempio mediante il collegamento elettrico 22. In accordo con varianti di realizzazione, la potenza istantanea Pist assorbita dalle utenze 12 può essere stimata, ad esempio mediante Punita di controllo e comando 18, sulla base delle potenze nominali dell’utenza 12 e/o del dispositivo di assorbimento elettrico 14, oppure sulla base dell’andamento della variabile di stato corrispondente a ogni utenza 12, o tramite un sistema di misurazione interno o esterno all’utenza elettrica 12. L’algoritmo di controllo prevede inoltre di impostare un valore di potenza massima Pmax.

In accordo con forme di realizzazione, l’algoritmo di controllo prevede di verificare se tra le utenze 12 attive ci sono alcune in cui il rispettivo dispositivo di assorbimento elettrico 14 è attivo e la corrispondente variabile di stato ha raggiunto il valore di set-point. In caso di risposta positiva, l’algoritmo prevede quindi di disattivare il rispettivo dispositivo di assorbimento elettrico 14.

In caso di risposta negativa, l’algoritmo di controllo prevede di verificare se ci sono utenze elettriche 12 in cui il rispettivo dispositivo di assorbimento elettrico 14 è disattivo e la corrispondente variabile di stato sta uscendo dal proprio intervallo operativo.

In caso di risposta positiva, l’algoritmo di controllo prevede di attivare il rispettivo dispositivo di assorbimento elettrico 14.

In accordo con forme di realizzazione, in caso di risposta negativa, l’algoritmo di controllo prevede di confrontare la potenza complessiva PC assorbita, data almeno dalla somma delle potenze istantanee Pist assorbite con la potenza massima Pmax fruibile.

Se la potenza complessiva assorbita PC risulta inferiore alla potenza massima Pmax fruibile, viene consultata la lista di priorità determinata dall’algoritmo di priorità e viene attivato il dispositivo di assorbimento elettrico 14 dell’utenza elettrica 12 che ha priorità maggiore.

In accordo con forme di realizzazione, l’algoritmo di controllo, nel caso in cui la potenza complessiva PC assorbita sia inferiore alla potenza massima Pmax disponibile, può prevedere di attivare in anticipo un’utenza elettrica 12, ovvero attivando il relativo dispositivo di assorbimento elettrico 14 prima che la variabile di stato corrispondente raggiunga il rispettivo valore di accensione in cui viene generalmente attivata.

Nel caso in cui la potenza complessiva PC assorbita risulti essere maggiore, o uguale, alla potenza massima Pmax disponibile, allora l’algoritmo di controllo prevede di consultare la lista di priorità determinata dall’ algoritmo di priorità, identificando l’utenza 12 con priorità minore e di disattivare il relativo dispositivo di assorbimento elettrico 14.

L’apparato 10 permette quindi di disattivare solo il dispositivo di assorbimento elettrico 14 mantenendo quindi l’utenza elettrica 12 accesa e pronta per essere utilizzata con continuità da parte di un utente.

In particolare, l’unità di controllo c comando 18 attiva e disattiva il dispositivo di assorbimento elettrico 14 lasciando sempre attiva o accesa la rispettiva utenza elettrica ! 2.

L’attivazione/disattivazionc selettiva dei dispositivi di assorbimento elettrico 14 delle utenze elettriche 12 permette, inoltre, di mantenere la potenza istantanea complessiva PC assorbita ad un valore inferiore rispetto a quello della potenza massima Pmax fruibile.

La fig. 4 illustra l’andamento dell’assorbimento di potenza dei dispositivi di assorbimento elettrico 14 di due possibili utenze elettriche 12A c 12B gestite da un apparato 10 in accordo con il presente trovato. Le utenze sono selettivamente attivate o disattivate quando una rispettiva variabile di stato VA, VB raggiunge, ad esempio, rispettivamente il valore minimo VAmin, VBmin o il valore massimo VAmax, VBmax. Le utenze 12 A, 12B, in assenza di interferenza con l’attivazione di altre utenze elettriche 12, vengono attivate quando viene raggiunto un valore di accensione, nel caso d’esempio corrispondente al valore minimo VAmin, VBmin c vengono spente quando raggiungono un valore di set-point, nel caso d’esempio corrispondente al valore massimo VAmax, VBmax.

Quando le utenze 12A e 12B sono attive assorbono rispettive potenze elettriche PA e PB. Come si può osservare nella fig. 4, all’istante TI l’utenza elettrica 12A è attiva c assorbe una determinata potenza PA c la variabile di stato VB dell’utenza elettrica 12B raggiunge il valore di accensione per cui deve essere attivata anche essa.

In questo caso, l’unità di controllo e comando 18 rileva i valori delle rispettive variabili di stato VA e VB e ne calcola la differenza rispetto ai corrispondenti valori di set-point, in questo caso coincidenti con i valori massimi VAmax, VBmax, determinando gli errori EA1 e EA2. Successivamente l’unità di controllo c comando 18 confronta i due errori EAl ed EHI e determina quale utenza elettrica 12Λ, 12B deve essere attivata c quale disattivata. Nel caso di esempio, poiché l’errore EA1 relativo all’utenza elettrica 12A è minore dell’errore EB1 relativo all’utenza elettrica 12B, l’utenza elettrica 12A viene disattivata, mentre l’utenza elettrica 12B viene attivata.

All’istante T2 si ha nuovamente il caso in cui un’utenza elettrica 12B è attiva e assorbe una determinata potenza PB, e l’altra utenza elettrica 12A raggiunge il valore d’accensione e deve essere attivata. Seguendo il procedimento descritto sopra vengono determinati gli errori EA2 e EB2 calcolando le differenze tra valori rilevati delle variabili di stato VA, VB e i rispettivi valori di set-point e confrontati uno con l’altro. Poiché in questo caso l’errore EA2 relativo all’utenza elettrica 12A è maggiore dell’errore EB2 relativo all’utenza elettrica 12B, l’utenza elettrica 12B viene disattivata, mentre l’utenza elettrica 12A viene attivata.

In accordo con forme di realizzazione, l’analisi dello stato interno dell’utenza elettrica 12, il confronto tra valore di set-point e variabile di stato rilevata, la determinazione della lista di priorità e le successive fasi di confronto vengono ripetute in maniera ciclica a intervalli di tempo prestabiliti.

Nel caso in cui siano presenti una o più utenze elettriche secondarie 112 attive, la determinazione della lista di priorità delle altre utenze 12 sarà eseguita dando priorità massima in ogni istante alle utenze elettriche secondarie 1 12 che rimarranno quindi sempre accese dal momento dell’accensione da parte di un utente fino al loro spegnimento.

Come si può notare dalla iìg. 4, e in particolare confrontando questa con la fig. 1 rappresentante lo stato dell’arte, con l’apparato 10 e il metodo secondo il presente trovato, la potenza istantanea Pist assorbita dalle utenze elettriche 12 viene mantenuta sempre al di sotto della potenza massima Pmax fruibile, in tal modo evitando interruzioni del servizio o maggiorazione del costo dell’energia elettrica e garantendo la fruibilità o funzionamento dell’utenza elettrica 12 in modo continuativo per l’utente.

È chiaro che all’apparato e al metodo di controllo c gestione di utenze fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall’ambito del presente trovato.

E anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz’altro realizzare molte altre forme equivalenti di apparato e metodo di controllo c gestione di utenze, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell’ambito di protezione da esse definito.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di controllo e gestione di utenze elettriche (12, 112) comprendente dette utenze elettriche (12, 1 12) collegate ad una rete di alimentazione (30), almeno alcune di dette utenze elettriche (12) essendo provviste di un sensore (16) per il rilevamento di una variabile di stato di funzionamento di detta utenza elettrica (12), c di almeno un dispositivo di assorbimento elettrico (14) se letti vana ente attivabile/disattivabile per mantenere detta variabile di stato alTinterno di un prefissato intervallo operativo, caratterizzato dal fatto che comprende un’unità di controllo e comando (18) collcgata a detta rete di alimentazione (30), a detti sensori (16) e a detti dispositivi di assorbimento elettrico (14) per rilevare i valori di dette variabili di stato e determinare una potenza istantanea (Pist) assorbita da ciascuna di dette utenze elettriche (12, 112), e che, detta unità di controllo e comando (18) è configurata per determinare una potenza complessiva (PC) assorbita data almeno dalla somma di dette potenze istantanee (Pist) e per determinare P attivazione/disattivazione di uno o più di delti dispositivi di assorbimento elettrico (14) in modo che detta potenza complessiva (PC) assorbita non superi una potenza massima (Pmax) fruibile e che detta variabile di stato di ciascuna utenza elettrica (12) sia sempre compresa nel rispettivo intervallo operativo.
2. 2. Apparato come nella rivendicazione 1, in cui le utenze elettriche (12) sono eollcgate alla rete di alimentazione (30) anche quando il dispositivo di assorbimento elettrico (14) c disattivato,
3. 3. Apparato come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo e comando (18) comprende un dispositivo di memorizzazione (24) configurato per memorizzare almeno detto intervallo operativo e un valore di set-point nominale di ciascuna variabile di stato per ognuna di dette utenze elettriche (12).
4. 4. Apparato come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo e comando (18) comprende un dispositivo di elaborazione (26) configurato per determinare una lista di priorità secondo un ordine di attivazione/disattivazione di dette utenze elettriche (12) definito da un algoritmo di priorità (AP).
5. 5. Apparato come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di utenza elettriche secondarie (112) e che detta unità di controllo e comando (18) ammette Pattivazione/disattivazionc dei dispositivi di assorbimento elettrico (14) di dette utenze elettriche (12) primarie anche sulla base della potenza istantanea (Pist) assorbita da dette utenze elettriche secondarie (1 12).
6. 6. Apparato come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di dispositivi interruttori (28) collegati ciascuno all’unità di controllo c comando (18) e a un dispositivo di assorbimento elettrico (14) e configurati per essere selettivamente comandati da detta unità di controllo e comando (18) per la selettiva attivazionc/attivazione del rispettivo dispositivo di assorbimento elettrico (14).
7. 7. Metodo di controllo e gestione di utenze elettriche (12) collegato ad una rete di alimentazione elettrica (30), che prevede di rilevare in almeno alcune delle utenze elettriche (12) una rispettiva variabile di stato di funzionamento di detta utenza elettrica (12) e di attivare/disattivare selettivamente almeno un dispositivo di assorbimento elettrico (14) di ciascuna utenza elettrica (12) per mantenere detta variabile di stato di funzionamento di quest’ultima compresa all’interno di un rispettivo intervallo operativo, caratterizzato dal fatto che comprende: - la rilevazione delle vari abili di stato di funzionamento di almeno alcune di dette utenze (12); - la determinazione di una potenza istantanea (Pist) assorbita da ciascuna di dette utenze elettriche (12); - la determinazione di una potenza complessiva assorbita (PC) data almeno dalla somma di dette potenze istantanee (Pist); - Pelaborazione di un algoritmo di controllo per atti vare/ disattivare uno o più di detti dispositivi di assorbimento elettrico (14) in modo che detta potenza complessiva (PC) assorbita non superi una potenza massima (Pmax) fruibile c che detta variabile di stato di ciascuna utenza elettrica (12) sia sempre compresa nel rispettivo intervallo operativo garantendo il funzionamento continuativo dell’utenza elettrica (12).
8. 8, Metodo come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la selettiva attivazione/disattivazione del dispositivo di assorbimento elettrico (14) viene effettuata lasciando sempre attiva o accesa la rispettiva utenza elettrica (12).
9. 9. Metodo come nella rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che detto algoritmo di controllo prevede di verificare lo stato di attivazione di dette utenze elettriche (12) c di elaborare un algoritmo di priorità (AP) per determinare una lista di priorità di attivazione/disattivazione dei dispositivi di assorbimento elettrico (14) di dette utenze elettriche (12) sulla base almeno di detto valore di set-point impostato c di detta variabile di stato rilevata.
10. 10. Metodo come nella rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto algoritmo di priorità (ÀP) determina detta lista di priorità anche sulla base dello stato interno di detta utenza elettrica (12) e/o di ulteriori caratteristiche dell’utenza elettrica (12) come dinamica interna, e/o potenza nominale dell’utenza elettrica (12), c/o potenza nominale del dispositivo di assorbimento elettrico (14), e/o criticità dell’utenza elettrica (12).
11. 11. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10, caratterizzato dal fatto che, nel caso in cui detta potenza complessiva assorbita (PC) sia inferiore a detta potenza massima (Pmax) disponibile, prevede di attivare in anticipo uno o più dispositivi di assorbimento elettrico (14) di dette utenze elettriche (12), ovvero prima che la variabile di stato corrispondente raggiunga un rispettivo valore di accensione.
12. 12. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 11 , caratterizzato dal fatto che l’elaborazione dell’algoritmo di controllo prevede di rilevare anche la potenza assorbita da utenze elettriche secondarie (112) e di determinare l’attivazione/ disattivazione dei dispositivi di assorbimento elettrico (14) di dette utenze elettriche (12) in modo tale che la potenza complessiva assorbita (PC) da dette utenze elettriche (12) e da dette utenze elettriche secondarie ( 1 12) non superi detta potenza massima (Pmax) fruibile.
13. 13. Algoritmo di controllo per determinare l’attivazionc/disattivazionc di utenze elettriche ( 12) ciascuna provvista di un dispositivo di assorbimento elettrico (14) configurato per regolare una variabile di stato di detta utenza elettrica (12) all’interno di un intervallo operativo e dì almeno un sensore (16) di rilevamento di detta variabile di stato, caratterizzato dal fatto che comprende P elaborazione di un algoritmo di priorità (AP) che determina una lista di priorità di attivazione/disattivazione di detti dispositivi di assorbimento elettrico (14) di dette utenze elettriche (12) almeno sulla base di un valore di setpoint impostato di detta variabile di stato e del valore rilevato di detta variabile di stato.
14. 14. Algoritmo come nella rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto algoritmo di priorità (AP) determina una lista di priorità di attivazione/disattivazione di dette utenze elettriche (12) anche sulla base dello stato interno di detta utenza elettrica (12) e/o di ulteriori caratteristiche dell’utenza elettrica (12) come dinamica interna, e/o potenza nominale dell’utenza elettrica (12), e/o potenza nominale del dispositivo di assorbimento elettrico (14), e/o criticità dell’utenza elettrica (12).