MX2011010064A - Deteccion de subfrecuencia/subvoltaje en una unidad de respuesta demandada. - Google Patents

Abstract

Una unidad de respuesta demandada (DRU) se interpone entre una línea de energía eléctrica (PL) de servicio público y por lo menos una carga (Ll-Ln) a la cual se suministra la energía por el servicio público sobre la línea. Un detector (Fdet o Vdet) mide una característica (frecuencia F, voltaje V) de una forma de onda eléctrica (W) por la cual se transmite la energía por el servicio público a la carga. El detector (Fdet o Vdet) determina cuando la frecuencia (F) o voltaje (V) medidos exceden un umbral predeterminado por un primer periodo predeterminado de tiempo; y, si se excede el umbral, cuando la frecuencia (F) o voltaje (V) excede el segundo umbral predeterminado por un segundo periodo predeterminado de tiempo. Para este fin, el detector (Fdet o Vdet) procesa un número predeterminado de intervalos de la forma de onda y produce un valor promedio de la característica que se compara con el umbral. Esto se hace para reducir el efecto de eventos extraños que puedan cambiar de manera temporal el valor de la frecuencia o voltaje. Un control de potencia (PC) responde a una salida del detector para, por lo menos, interrumpir parcialmente el flujo de energía a la carga durante el periodo de tiempo cuando la frecuencia o voltaje medidos excedan el umbral, para reducir por este medio la carga en el servicio público.

Description

DETECCIÓN DE SUBFRECUENCIA/SUBVOLTAJE EN UNA UNIDAD DE RESPUESTA DEMANDADA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere al control de carga o respuesta de demanda por un servicio público; y de manera más particular a aparatos y un método para detectar una condición de subvoltaje o subfrecuencia en el sistema de distribución de energía de servicio público que indica la necesidad del control de carga. Una capacidad de detección de valor supra también se proporciona de acuerdo con el método.

Un servicio eléctrico público suministra energía a una variedad de clientes sobre un área geográfica amplia. La energía comúnmente suministrada por el servicio público es energía trifásica (3F), 60 ciclos (Hz) , 120 voltios (VAC) . Bajo condiciones de operación normal, la energía suministrada es uniforme en todo el sistema. En estos momentos, el sistema distribuye de manera efectiva energía a un margen amplio de cargas eléctricas todas las cuales pueden operar al 100% de su capacidad.

Algunas veces, sin embargo, ocurren circunstancias en las que la carga excesiva en el sistema impacta la calidad del servicio de electricidad proporcionado por los servicios públicos. Una causa ejemplar de esto es el calor elevado y la humedad elevada que ocurren durante los meses de verano y en los momentos durante tales periodos el equipo eléctrico tal como acondicionadores de aire y deshumidificadores se encuentra constantemente en funcionamiento. El efecto creado durante estos tiempos pico de utilización eléctrica se manifiesta en ellos por la frecuencia de linea y/o el voltaje de línea que cae por debajo de los niveles normales mencionados anteriormente. Cuando esto sucede, a menos que la utilidad pueda controlar el consumo (es decir, carga de desconexión) , apagones o reducciones de intensidad ocurran.

Se conoce en la técnica conectar dispositivos de gestión de energía denominados comúnmente como control de carga o unidades de respuesta de demanda (los LCU o las DRU) para aparatos u otras cargas eléctricas en una ubicación del cliente. Véase, por ejemplo, las patentes Estadounidenses 7,355,301 (la patente ?301), 7, 242,114 (la patente ?14), 7,149,605 (la patente ?605) y 7,010,363, y la solicitud de patente Estadounidense publicada 2006/0229768. El dispositivo puede conectarse a una carga única o puede conectarse a varias cargas .

Como se describe en la patente la patente 301, se muestra una fuente de voltaje primaria en intervalos regulares. Las lecturas de voltaje resultantes después se comparan con las lecturas de voltaje que representan un umbral de subfrecuencia o subvoltaje. Cuando la condición de subfrecuencia o subvoltaje se detecta, se comienza un ciclo en respuesta durante el cual la carga eléctrica impuesta en el sistema se controla. Cuando las lecturas caen por debajo de un nivel de "falla", los valores de contador de restauración de carga se almacenan en una memoria antes de que la carga se desconecte. Una respuesta de carga de restauración se inicia cuando los valores de lectura de voltaje se elevan por encima de un nivel de "restauración" y ese nivel permanece por encima de un periodo de tiempo.

Colmo se enseña en la patente ?605, por ejemplo, un dispositivo de gestión de energía incluye circuitería de control que monitorea la energía eléctrica recibida (forma de onda de línea de CA) y controla las operaciones de cargas de manera que mantiene la operación de un sistema de distribución de energía de los servicios públicos dentro de un margen deseado. Esto incluye ajustar la cantidad de energía eléctrica suministrada a las cargas respectivas. En este aspecto, la circuitería de control transmite una señal de control a un controlador para una carga respectiva, con la señal de control que causa que la carga sobre el sistema se reduzca. Alternativamente, la circuitería de control opera un relé de control para ajustar la cantidad de energía eléctrica aplicada a la carga. La circuitería de control puede cerrar completamente una carga.

Con relación a la operación de cualquier dispositivo de control de carga se encuentra la capacidad para detectar primero la situación de una condición de subvoltaje o subfrecuencia de tal modo que puedan implementarse los protocolos de control de demanda; y segundo, determinar cuándo el voltaje o frecuencia ha regresado dentro de su margen normal de tal modo que pueda terminarse el control de carga. En un dispositivo de gestión de energía descrito en la patente 605, un transformador reductor reduce la línea de voltaje de CA en amplitud de pico significativamente menor y la forma de onda de voltaje de CA se convierte a una onda cuadrada. Un circuito limitador de voltaje procesa la forma de onda para producir una forma de onda de impulso cuyo borde (en ascenso) de entrada representa un cruce de cero positivo y cuyo borde (en descenso) de salida representa un cruce de cero negativo. Para monitorear la frecuencia de línea, se suministra una referencia de señal de reloj hacia un circuito de control el cual cuenta el número de impulsos de señal de reloj entre los bordes en ascenso (sucesivos) de las formas de onda de impulso. El conteo resultante representa la frecuencia de línea de la energía eléctrica transmitida por el servicio público. El circuito de control accesa un valor de conteo que presenta un umbral de desconexión de carga y compara el número de impulsos de reloj contados para el valor del umbral. Si el valor del umbral se excede, la desconexión de carga se comienza y continúa hasta el valor de conteo que representa la frecuencia de línea nuevamente es menor al valor del umbral .

Un proceso diferente se describe en la patente '114 en que los impulsos de reloj nuevamente se cuentan para determinar la frecuencia de linea con un contador que se incrementa o disminuye en respuesta al valor de conteo. Como se describe en la patente ?114, cuando la frecuencia de línea es de 60 Hz, un valor de conteo se inicia desde cero. Si la frecuencia de línea después cae por debajo de valor de frecuencia preestablecido, el contador inicia el conteo ascendente. Si la frecuencia de línea después sube nuevamente por encima del umbral, el contador empieza la cuenta regresiva desde cero. Sin embargo, si el valor de conteo excede un valor de conteo de subfrecuencia, una condición de subfrecuencia de línea (LUF) se considera que se ha detectado. Esta condición permanece en efecto hasta que una condición de restauración se satisface basándose en el valor de conteo que nuevamente va desde cero .

En ambas de las patentes 605 y 114, el método para determinar una condición de subvoltaje es similar a aquella mencionada anteriormente con respecto a determinar una condición de subfrecuencia . Aunque los métodos descritos en estas patentes pueden ser efectivos para sus propósitos pretendidos, otro método de implementación más simple se ha desarrollado, que determina exactamente cuándo existe una condición de subfrecuencia o subvoltaje, para proporcionar el control de carga a lo largo de la duración de la situación, y para determinar exactamente cuándo la condición se termina y el control de carga ya no es necesario.

La presente descripción se dirige a una unidad de respuesta de demanda o DRU conectada entre una línea de energía sobre la cual el servicio público transmite energía eléctrica en una o más cargas que consumen energía. La DRU se designa para proporcionar al servicio público con una capacidad de desconexión de carga inteligente que es poco notoria para cliente del servicio público y es independiente del dispositivo de medición eléctrica del cliente. El control de carga autónomo proporcionado por la DRU permite incrementar la demanda de carga para que se reconozca y se actúe sobre ella sin requerir intervención humana.

Un método de detección de valor supra/infra de una característica de forma de onda eléctrica también se describe. Además, la detección de valor supra/infra, de acuerdo con el método de la invención, así como cualquier control de carga resultante u otra acción resultante de la misma, aunque se implementa por la DRU, también puede implementarse utilizando otras plataformas.

El método y aparato de la invención proporcionan la capacidad de detectar condiciones de subvoltaje y subfrecuencia, con el monitoreo de estas condiciones que activan el control de carga basado en los ajustes configurables del servicio público. Se establece una pluralidad de puntos establecidos para ambas condiciones de subvoltaje y subf ecuencia . Cada punto establecido incluye los parámetros que determinan cómo opera la DRU para una situación de subvoltaje o subfrecuencia particular. Cada punto establecido contiene los valores para un umbral de desenganche, duración de desenganche, un umbral de supresión, y una duración de supresión; junto con una lista de acciones basadas en el evento que ocurre. Un punto establecido se considera como "desenganchado" cuando el periodo promedio (frecuencia) del voltaje de línea permanece por debajo del umbral de desenganche de frecuencia establecido para la duración de desenganche específico, o el voltaje de línea permanece por debajo del umbral de desenganche de voltaje establecido para la duración de desenganche específico. El punto establecido de voltaje o frecuencia respectivo se considera de supresión cuando la frecuencia o el voltaje subsecuentemente va por encima, y permanece por encima, el umbral de supresión especificado para la duración de supresión.

La DRU puede implementar una acción diferente en cada punto establecido con cada punto establecido adicional que define qué acción se debe tomar cuando se acciona el punto establecido respectivo. Estas acciones incluyen, sin limitarse, no tomar acción en absoluto, activar una alarma, incrementar un contador de subvoltaje o subfrecuencia, y desconectar la carga. Cualquiera de las tres acciones anteriores puede tomarse de manera individual o en combinación con otra de las acciones . Si la carga se desconecta, el punto establecido incluye parámetros que dictan cómo la carga se desconectará, y cuáles puertos de control se aplicará la desconexión de carga.

De acuerdo con el método de la invención, un punto establecido se establece para la frecuencia de línea y el voltaje de línea. Cada uno de estos puntos establecidos comprende un umbral de desenganche, duración de desenganche, umbral de supresión y duración de supresión. Cada umbral tiene un valor de duración preestablecido, asociado el cual determina cuánto dura el valor observado (frecuencia o voltaje) debe permanecer por encima o por debajo del umbral apropiado antes de que se tome una acción. Varias medidas (muestras) de un valor se realizan durante cada periodo (intervalo) de una forma de onda, con los resultados que se promedian. Esto se hace al reducir los efectos de alarmas falsas o eventos falsos.

La DRU tiene una capacidad de control de carga directa mediante la cual un servicio público puede enviar un comando de control de carga a la DRU para ejecutar. Además tiene una capacidad de control de carga autónoma por la cual la DRU puede por sí misma iniciar un protocolo de control de carga basado en las reglas establecidas por el servicio público. La DRU también tiene una capacidad de captación de carga, la cual protege el servicio público de corrientes de interrupción alta que pueden ocurrir durante la recuperación de apagones al traer de vuelta las cargas aleatoriamente en línea, de modo que las cargas agregadas experimentadas por el servicio público se reducen a un nivel que impide la situación inmediata de un evento de control de carga nuevo.

La DRU es fácil de instalar y programar y puede comunicarse de diferentes maneras incluyendo el uso de un sistema de comunicación automática de dos vías (T ACS®) . Nuevamente, el método de detección de valor supra/infra descrito en la presente, y cualesquiera acciones resultantes, pueden implementarse con la DRU así como con otras plataformas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El objeto de la invención se logra como se establece en las modalidades ilustrativas mostradas en los dibujos que forman parte de una especificación.

La FIGURA 1A ilustra una instalación de unidad de respuesta de demanda (DRU) de la presente invención con una línea de energía de los servicios públicos y una o más cargas que consumen energía del servicio público, y la FIGURA IB ilustra una segunda instalación de la DRU; la FIGURA 2 es un diagrama de flujo que representa la operación de una DRU para controlar la carga con respecto a la detección de valor supra/infra; la FIGURA 3 es un vista esquemática de la circuitería utilizada para la detección de subfrecuencia y subvoltaje por la DRU; y, la FIGURA 4 es una representación simplificada que representa la situación de un evento de subfrecuencia o subvoltaje en cuanto al desenganche del evento y su "supresión" subsecuente o terminación.

Los caracteres de referencia correspondientes indican partes correspondientes en todos los diversos La siguiente descripción detallada ilustra la invención a modo de ejemplo y no a modo de limitación. Esta descripción permite claramente a alguien con experiencia en la técnica hacer y utilizar la invención, y describe varias modalidades, adaptaciones, variaciones, alternativas y usos de la invención, incluyendo lo que actualmente se cree es el mejor modo de llevar a cabo la invención. Adicionalmente, se entenderá que la invención no se limita en su aplicación y los detalles de construcción y disposición de los componentes establecidos en la siguiente descripción o ilustrados en los dibujos. La invención es capaz de otras modalidades y de practicarse o realizarse de varias maneras. También, se entenderá que la fraseología y terminología utilizada en la presente es para el propósito de descripción y no debe considerarse como limitante.

La siguiente descripción se dirige principalmente a una detección de subvoltaje y subfrecuencia en un sistema de distribución de energía, y tendrá como resultado el control de carga y actividades de restauración de carga. Sin embargo, aquellos con experiencia en la técnica apreciarán que utilizar el método de la invención, sobre la detección de valor de una característica de forma de onda también se logra sin apartarse del alcance de la invención.

Con referencia a los dibujos, una unidad de respuesta de demanda DRU de la presente invención se interpone entre una línea de energía PL eléctrica del servicio público y al menos una carga controlada Ll-Ln a la cual se suministra la energía por un servicio público sobre una línea de energía. Como se muestra en la Figura 1A, la DRU puede utilizarse con una pluralidad de cargas controladas, cada una de las cuales puede controlarse por separado, como se describe en lo sucesivo, cuando ocurre un evento de control de carga. Como se observa en lo anterior, durante condiciones normales, cada carga controlada puede operar en hasta 100% de su capacidad nominal cuando se encuentra en operación. Sin embargo, durante los tiempos pico del uso eléctrico, el efecto de la carga general impuesta en el servicio público puede manifestarse por sí misma por la frecuencia F y/o la línea de voltaje V de la forma de onda eléctrica transmitida sobre la linea de energía PL que cae por debajo de sus niveles normales. Cuando ocurren estas condiciones, a menos que el servicio público pueda controlar el consumo de energía (es decir, carga de desconexión) , puede resultar un apagón o reducción de intensidad.

Con referencia a la Figura IB, se muestra una diferente instalación de la DRU. En esta segunda instalación, la línea de energía PL por la cual la energía se suministra desde el servicio público hasta la o las cargas no es la misma línea de energía que se muestrea por la DRU para detectar una condición de subfrecuencia o subvoltaje. Más bien, la DRU se suministra de energía desde una segunda línea de energía PL2, y el voltaje y la frecuencia en esta segunda línea de energía son lo que se muestrea por la DRU para determinar si existe una "infra" condición. Si no la hay, la DRU continúa actuando para controlar el flujo de energía sobre la primera línea de energía PL la cual suministra la carga .

El ciclo de operación de la DRU se muestra en la Figura 2. Bajo circunstancias normales, la DRU se opera en una condición de supresión, lo que significa que la frecuencia o voltaje de una forma de onda eléctrica se encuentra dentro de margen aceptable de valores. Sin embargo, durante una situación de carga pico, si la frecuencia o voltaje de la forma de onda eléctrica cae por debajo de un nivel de umbral predeterminado, y permanece ahí por un primer periodo de tiempo predeterminado, ocurre un evento de "desenganche". Ahora, cada carga controlada se somete a tener su ciclo de trabajo reducido de 100% a algún ciclo de trabajo menor, o cerrarse del todo. El grado en que el ciclo de trabajo se reduce se basa en varios factores. Uno es el tipo de carga controlada. Otro son las circunstancias bajo las cuales la carga se opera. Así, por ejemplo, durante los tiempos de calor elevado, probablemente es más importante para un acondicionador de aire operar más cerca de su ciclo de trabajo total que una lavadora o una secadora (cualquiera de las cuales puede no necesitar operarse en absoluto) . Además, un acondicionador de aire en una residencia puede no necesitar operar tanto como uno en sanatorio u hospital.

Una vez que ocurre el evento de "desenganche", la DRU permanece en su estado de "desenganche" hasta que el voltaje o frecuencia de la forma de onda eléctrica no sólo excede nuevamente el umbral predeterminado, sino que lo hace por un segundo periodo predeterminado de tiempo. Cuando este limite de tiempo se excede, un evento de "supresión" se crea. Ahora, la DRU restaura las cargas controladas en su ciclo de trabajo al 100%, al hacerlo de manera controlada que no agrega de manera abrupta demasiada carga en la red eléctrica de servicio público nuevamente que se crea un nuevo evento de "desenganche".

Como se muestra en las Figuras 1A y IB, la forma de onda W eléctrica suministrada sobre la línea de energía PL a las cargas, se enruta a las cargas a través de un controlador de energía PCl-PCn. Existe un controlador de energía separado o un módulo de control de energía para cada carga controlada. Cada controlador de energía se programa por separado por la carga a la cual se conecta. Por lo tanto, cuando ocurre un evento de control de carga, cada carga controlada puede controlarse por separado. De este modo, una carga controlada (por ejemplo, carga Ll) puede operar en su ciclo de trabajo al 90% durante el evento, una segunda carga controlada (por ejemplo, la carga L2) puede operar en su ciclo de trabajo al 75%, mientras una tercera carga controlada (por ejemplo, la carga Ln) puede operar en su ciclo de trabajo al 50% o cerrarse del todo durante la duración del evento. Otras características de operación de los controladores de energía se describen en lo sucesivo. Aquellos con experiencia en la técnica apreciarán que: i) cada controlador de carga puede comprender un módulo separado dentro de un dispositivo o aparato de control de sobrecarga; y ii) que cada controlador comprende tanto hardware como software para implementar la función de control de carga.

La DRU incluye uno y de preferencia dos detectores para medir una característica de forma de onda W por la cual la energía se transmite por el servicio público hacia las cargas. Las dos características de forma de onda medidas por la DRU son el voltaje y la frecuencia con un detector Vdet que detecta un subvoltaje de línea o una condición LUV; y con un detector Fdet que detecta una subfrecuencia de línea o una condición LUF. Tanto el detector Vdet como el detector Fdet operan de la misma manera. Aquellos con experiencia en la técnica entenderán que varias características asociadas con la forma de onda W pueden medirse y utilizarse para propósitos del control de carga. Por ejemplo, el voltaje utilizado puede ser un voltaje pico o un voltaje de valor efectivo de tensión (rms) . 0, un factor de potencia (pf ) que puede utilizarse como una medida.

Cada detector mide una característica (frecuencia, voltaje, etc.) de forma de onda W. El detector determina ambos cuando el voltaje o la frecuencia medida excede un umbral predeterminado para un primer periodo predeterminado de tiempo; y, si el umbral se excede, cuando la frecuencia o voltaje ya no excede un segundo umbral para un segundo periodo predeterminado de tiempo. En este aspecto, la frecuencia de umbral es una frecuencia ligeramente menor que la frecuencia nominal (por ejemplo, 60 Hz en algunos países, 50 Hz en otros países) , y el voltaje de umbral es un valor ligeramente menor que el voltaje de línea nominal de la forma de onda. Además, el primer periodo predeterminado de tiempo y el segundo periodo predeterminado de tiempo no necesariamente son iguales. Como una cuestión práctica, un intervalo puede hacerse intencionalmente mayor que el otro para asegurar una operación adecuada y confiable de la DRU.

Un convertidor CONV de forma de onda es responsable de la forma de onda para convertir la forma de onda desde una forma de onda sinusoidal hasta una onda cuadrada SQ la cual se proporciona como una entrada para cada uno de los detectores, para reducir el voltaje de línea a un señal de voltaje que fácilmente procede para el convertidor CONV. Para este propósito, el convertidor CONV incluye un transformador reductor (no mostrado) . Alternativamente, el convertidor CONV convierte la forma de onda sinusoidal a una forma de onda en diente de sierra u otro tipo de forma de onda. Con referencia a la Figura 3 , una forma de onda W de la forma de onda de voltaje de línea convertida se aplica desde un nodo Vsig hasta una entrada de un amplificador operacional OA a través de una resistencia Rl . La otra entrada del amplificador es un voltaje Vref, el cual varía entre +5VDC y -5VDC. Este voltaje se aplica a la otra entrada del amplificador operacional a través de un divisor de voltaje que comprende las resistencias R2 y R3. La salida del amplificador operacional se retroalimenta de esta otra entrada del amplificador operacional a través de la resistencia R4. La salida resultante del amplificador operacional OA es la onda cuadrada SQ cuyo periodo es el mismo que la forma de onda W en el nodo Vsig.

Desde el convertidor CO V, la onda cuadrada SQ se aplica como en una entrada para un módulo de muestra y promedio SA del detector Vdet o Fdet respectivo. El módulo SA comprende el firmware gue procesa un número predeterminado de intervalos de onda cuadrada SQ y produce uno valor promedio para el voltaje o frecuencia representada por la onda cuadrada. Con respecto a la frecuencia, por ejemplo, el periodo de tiempo entre la situación del borde (de entrada) en ascenso de cada onda sucesiva y se mide aquella de la onda anterior. Con el tiempo, un número N de las muestras se recolecta. Para cada ciclo de la forma de onda de voltaje de línea, estos valores se suman y el resultado se divide por N para producir un valor promedio del periodo de tiempo. Por ejemplo, cada periodo de onda cuadrada SQ se muestrea 32 veces y los valores promediados para producir el valor se compara contra el umbral . El promedio es un promedio desplazable. Es decir, cuando cada cálculo se realiza, el valor de la muestra más antigua se redujo del cálculo, y el valor de la muestra más reciente se incluye en éste. El valor del periodo promedio calculado ahora se compara contra un valor predeterminado (punto establecido) para determinar si el promedio calculado está por encima o por debajo del umbral .

La operación de muestra y promedio se realiza para reducir el efecto de eventos extraños que pueden cambiar temporalmente el voltaje o la frecuencia de la forma de onda eléctrica suministrada por el servicio público, aunque el cambio no se provoca por una condición de sobrecarga. El valor resultante de esta operación de muestra y promedio se suministra como una entrada a un comparador COMP el cual compara el valor contra el valor del umbral predeterminado.

Con referencia a la Figura 4, los puntos establecidos respectivos se establecen para ambas condiciones de subvoltaje y subfrecuencia . Cada punto establecido incluye parámetros los cuales después determinan cómo la DRU operará para una situación de subfrecuencia o subvoltaje particular. Por ejemplo, cada punto establecido contiene los valores de un umbral de desenganche, una duración de desenganche, un umbral de supresión, y una duración de supresión, junto con una lista de acciones basadas en el evento que ocurre. Un punto establecido se considera "desenganchado" cuando el periodo promedio (frecuencia) del voltaje de línea permanece por debajo del umbral de desenganche de frecuencia establecido por la duración de desenganche específico, o el voltaje de línea (pico o rms) permanece por debajo del umbral de desenganche de voltaje establecido para la duración de desenganche específico. El punto establecido del voltaje o frecuencia respectivo se considera entonces de supresión cuando la frecuencia o voltaje subsecuentemente va por encima, y permanece por encima del umbral de supresión específico para la duración de supresión.

Aquellos con experiencia en la técnica entenderán que la DRU puede implementar una acción diferente en cada punto establecido. Cada punto establecido adicional define qué acción, si lo hay, se debe realizar cuando se desengancha un punto establecido respectivo. Es decir, si ocurre una condición de subfrecuencia o subvoltaje, la DRU puede programarse para no realizar una acción en absoluto. De manera más práctica, estas acciones incluyen por ejemplo, i) activar (accionar) una alarma, ii) incrementar un contador de subfrecuencia o subvoltaje, y iii) desconectar la carga. Se entenderá además por aquellos con experiencia en la técnica que cualesquiera de estas acciones pueden ocurrir individualmente o en combinación con otra de las acciones . Así, como se muestra en la Figura 3, la salida del TCL lógico de desenganche/supresión de la DRU se suministra a un contador y una alarma así como a los controladores de potencia .

Con respecto a la desconexión de carga, si la carga se desconecta, el punto establecido incluye parámetros que dictan cómo la carga se desconectará, y a cuáles puertos de control la desconexión de carga se aplica. Cada punto establecido tiene al menos dos modos de operación asociados con éste basado en los valores especificados para el umbral de desenganche y el umbral de supresión, que proporcionan la detección de valor infra y supra . Además, cada umbral (desenganche y supresión) tiene un valor de duración asociado. Para que ocurra un evento de desenganche, por ejemplo, el valor de frecuencia de línea observado debe permanecer continuo por debajo del umbral de desenganche para la duración específica. Una vez que esto sucede, un "evento de desenganche" se declara por el método de control implementado por la DRU. Un evento de desenganche ocurre en un momento en el tiempo. En lo sucesivo, siempre y cuando la frecuencia de línea permanezca por debajo del umbral de supresión, el método implementado por la DRU implementa su protocolo de evento de "desenganche vigente" . Esto continúa hasta que se remueve, lo cual ocurre cuando el valor de frecuencia se eleva por encima del umbral de supresión y permanece ahí durante la duración específica. En ese momento, se declara un "evento de supresión" y la condición de desenganche vigente se elimina.

Además, cuando ocurre un evento de desenganche, la DRU también tiene una capacidad de control de carga autónoma por la cual la DRU puede por sí misma iniciar un protocolo de control de carga basado en las redes establecidas por el servicio público. El control de carga de acuerdo con cualquiera de estos métodos se logra utilizando los controladores de potencia respectivos PCl-PCn.

La determinación de si la carga se desconectará o no por un aparato particular controlado por la DRU, cuánta carga y cuándo, se determina por la configuración de punto establecido programado por la DRU. En este aspecto, un perfil de carga para los aparatos proporciona una cantidad de linea base de la carga desde la cual la carga se conecta. Se entenderá por aquellos con experiencia en la técnica que algunos aparatos pueden desconectarse fácilmente del todo, algunos aparatos pueden operarse a un porcentaje de su capacidad de carga total, que otros aparatos deben operarse en, al menos, algún porcentaje mínimo de su capacidad total, y que la reducción general en la carga necesitada por el evento puede mantenerse fácilmente aunque exista conmutación entre las cargas de manera que algunas cargas se apagan (o a un nivel reducido de operación) en un punto de tiempo y otros se encuentran en otros puntos de tiempo.

La DRU también tiene una capacidad de captación de carga la cual se implementa al terminar un evento de apagón. Esta capacidad es importante ya que protege el servicio público de corrientes de irrupción altas que pueden ocurrir durante la recuperación de un apagón al traer de vuelta aleatoriamente las cargas en línea. Al traer de vuelta las cargas en línea de esta manera, las cargas agregadas experimentadas por el servicio público se reducen a un nivel el cual imposibilita la situación inmediata de un nuevo evento de control de carga. Nuevamente, este protocolo también se implementa utilizando los controladores de potencia PCl-PCn.

Finalmente, aquellos con experiencia en la técnica entenderán que la detección del valor supra de una característica de forma de onda (voltaje, frecuencia, otras) se logra de la misma manera que la detección de valor infra. La diferencia es que los umbrales respectivos ahora se invierten. Es decir, por ejemplo, cuando el umbral de supresión es menor que el umbral de desenganche, ahora existe una capacidad de valor supra.

En vista de lo anterior, se verá que varios objetivos y ventajas de la presente descripción se han logrado y otros resultados ventajosos se han obtenido.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una unidad de respuesta de demanda (DRU) interpuesta entre una línea de energía eléctrica del servicio público y al menos una carga por la cual la energía se suministra por el servicio público sobre la línea, caracterizado porque comprende: al menos un detector que mide una característica de una forma de onda eléctrica por el cual la energía se transmite por el servicio público a la carga, el detector determina cuándo un valor de la característica medida excede un umbral predeterminado para un primer periodo predeterminado de tiempo, y si el umbral se excede, cuándo el valor medido excede un segundo umbral predeterminado para un segundo periodo predeterminado de tiempo, y el detector procesa un número predeterminado de muestras adquiridas durante un intervalo de la forma de onda para producir un valor promedio de la característica que se compara con el umbral y reduciendo así el efecto de eventos extraños los cuales pueden cambiar temporalmente el valor de la característica medida; y, los medios de control de potencia responsables de una salida desde el detector para interrumpir al menos parcialmente el flujo de energía en la carga durante el periodo de tiempo cuando el valor medido excede el umbral predeterminado reduciendo así, la carga en el servicio público .

2. La DRU de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de control de potencia detienen la interrupción del flujo de la energía a la carga cuando el valor de la característica medida excede el segundo umbral predeterminado para un segundo periodo predeterminado de tiempo.

3. La DRU de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque se interpone entre la línea de energía y una pluralidad de cargas suministradas de energía por el servicio público, los medios de control de potencia que interrumpen el flujo de energía en cada una de las cargas durante el periodo de tiempo cuando el valor medido excede el umbral predeterminado, la interrupción de energía en cada carga que se basa en un conjunto predeterminado de criterios únicos a aquella carga por la cual la cantidad de tiempo de energía que se interrumpe en una carga durante el periodo de tiempo cuando el valor medido excede el límite puede diferir de una cantidad de tiempo de energía que se interrumpe en otra carga durante este periodo.

4. La DRU de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque incluye un contador cuyo valor de conteo se incrementa cada vez que el valor medido excede el umbral predeterminado para el primer periodo predeterminado de tiempo, y una alarma que se activa cada vez que el valor medido excede el umbral predeterminado para el primer periodo predeterminado de tiempo, y el contador que se incrementa o la alarma activada en lugar de los medios de control de potencia que interrumpen el flujo de energía para una carga.

5. La DRU de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque incluye un segundo detector que mide una segunda característica de la forma de onda eléctrica, el segundo detector determina cuándo un valor de la segunda característica excede un umbral predeterminado para un primer periodo predeterminado de tiempo, y si el umbral se excede, cuando el valor medido excede el segundo umbral predeterminado para un segundo periodo predeterminado de tiempo, el detector procesa un número predeterminado de intervalos de la forma de onda y produce un valor promedio de la segunda característica que se compara con el umbral reduciendo así el efecto de eventos extraños que pueden cambiar temporalmente el valor de la característica medida; yÍ el medio de control de energía que es responsable además de una salida desde el segundo detector para interrumpir al menos parcialmente el flujo de energía en una carga durante el periodo de tiempo cuando el valor medido excede el límite reduciendo así la carga en el servicio público .

6. La DRU de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque una de las características medidas es la frecuencia de línea de la forma de onda, y la otra característica es el voltaje de la forma de onda.

7. La DRU de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque incluye un convertidor para convertir la forma de onda en una señal suministrada en una entrada para cada detector, con una característica de señal que corresponde a la frecuencia o voltaje de la forma de onda .

8. La DRU de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la energía de las cargas se suministra por una primera línea de energía desde el servicio público en que la DRU se interpone, y la DRU además se conecta a una segunda línea de energía separada, la forma de onda procesada por la DRU es aquella de la forma de onda eléctrica por la cual la energía se transmite por el servicio público sobre la segunda línea de energía.

9. La DRU de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque el convertidor tiene una entrada de forma de onda eléctrica transmitida por el servicio público, el convertidor que convierte la forma de onda, que puede ser una forma de onda generalmente sinusoidal, en una forma de onda convertida diferente, que se suministra como una entrada a cada detector, la forma de onda convertida que es una forma de onda generalmente cuadrada o una forma de onda generalmente en diente de sierra, y la característica de voltaje medido que puede ser una función de la amplitud de pico del voltaje de forma de onda o una función de la amplitud de valor efectivo de tensión del voltaje de la forma de onda .

10. Un método para realizar una respuesta demandada para controlar la carga impuesta en un servicio público eléctrico durante la situación de eventos seleccionados, caracterizado porque comprende: medir una característica de una forma de onda eléctrica por la cual la energía se transmite por el servicio público a una carga eléctrica, tal medición incluye: procesar un número predeterminado de muestras tomadas durante cada intervalo de la forma de onda: producir un valor promedio de la característica basado en las muestras; comparar el valor promedio de un umbral predeterminado; y determinar cuándo el valor promedio de la característica medida excede el umbral para un primer periodo predeterminado de tiempo, y si el umbral se excede, cuando el valor medido excede el segundo umbral predeterminado para un segundo periodo predeterminado de tiempo, por lo cual procesar el número predeterminado de intervalos de forma de onda para producir un valor promedio de las características reduce el efecto de eventos extraños que pueden cambiar temporalmente el valor de la característica medida; e, interrumpir al menos parcialmente el flujo de energía en la carga durante el periodo de tiempo cuando el valor medido excede el umbral predeterminado reduciendo así la carga en el servicio público.