PL223769B1 - Urządzenie do redystrybucji energii elektrycznej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do redystrybucji energii elektrycznej w sieci smart grid z systemem agregacji i dyslokacji energii pomiędzy rozproszonymi wytwórcami i odbiorcami energii elektrycznej, którzy są ogniwami inteligentnej sieci energetycznej.

Znane rozwiązania urządzenia do redystrybucji energii elektrycznej w sieci smart grid mają za zadanie bilansowanie mocy pobieranej i dostarczanej do węzła odbiorczego sieci energetycznej. Równowaga obu mocy realizowana jest przez rezerwowanie przydziału mocy u operatora przesyłowego energii. Monitoruje się na bieżąco pobór mocy w węźle odbiorczym i dopasowuje przydział mocy z sieci energetycznej do aktualnego zapotrzebowania. Dla ograniczonej dyspozycji mocy, konieczne jest wyłączanie odbiorników energii, w celu zmniejszenia poboru mocy. Równowagę energetyczną nadzorują pracownicy z działu elektryczno-energetycznego firmy. Część zapotrzebowania na energię może być zaspokajana z własnych źródeł energii. Są nimi zarówno tradycyjne generatory prądotwórcze na paliwa kopalne, jak i odnawialne źródła energii: woda, wiatr, słońce i biomasa.

Znane urządzenia opisane w opisach patentowych USA numer 20110093127, 4804938, 20100320837 zbudowane są z systemów nadzoru przesyłania energii, wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej oraz sieci informatycznej w liniach przesyłowych. Wadą tych rozwiązań jest brak red ystrybucji energii. Obecnie instaluje się w sieciach energetycznych inteligentne liczniki energii elektrycznej. Pozwalają one na automatyczne przekazywanie pomiarów energii do systemu informatycznego dostawcy energii, eliminując w ten sposób inkasentów odczytujących stan liczników.

Pokazują też użytkownikowi bieżące zużycie energii i jej koszt. Inteligentne liczniki nie są prz eznaczone do sprzedaży nadwyżek energii lub do zakupu brakującej energii.

Urządzenie do redystrybucji energii w sieci smart grid według wynalazku zawiera komparator mocy dysponowanej i mocy pobieranej. Wejścia komparatora połączone są z układem do pomiaru mocy dysponowanej i z układem do pomiaru mocy pobieranej. Wyjście komparatora połączone jest z układem transmisyjnym. Układ do pomiaru mocy dysponowanej połączony jest z wyjściem źródła energii. Układ do pomiaru mocy pobieranej połączony jest z wejściem odbiornika energii. Układ transmisyjny wymienia dane z systemem agregacji i dyslokacji energii. System agregacji i dyslokacji energii połączony jest z wejściem odbiornika energii i z wyjściem źródła energii.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest szybkie bilansowanie mocy pobieranej i dostarczanej do węzła odbiorczego sieci energetycznej oraz agregacja nadwyżek energii i ich dyslokacja do węzłów sieci energetycznej mających niedobór przydziału mocy. Eliminacja obsługi bilansu energetycznego przez pracowników, pozwala na natychmiastowy odbiór nadwyżek wytwarzanej energii lub niewykorzystanych przydziałów energii z zakładów produkcyjnych i ich automatyczne przemieszczanie do miejsc niedoboru energii. Urządzenie przeznaczone jest do masowego zastosowania u producentów i odbiorców energii. Dzięki efektowi dużej skali, zarządzanie energią elektryczną jest opłacalne, w przeciwieństwie do pojedynczej firmy lub gospodarstwa domowego, gdzie jest to nieopłacalne. Int eligentne przemieszczanie nadwyżek energii w sieciach energetycznych powoduje, że dotowane obecnie przez państwo odnawialne źródła energii, mają szansę stać się opłacalne. Urządzenie będące składnikiem systemu energetyczno-informatycznego daje szansę na zakup energii od najtańszego w danej chwili dostawcy, lub oferuje możliwość najkorzystniejszej sprzedaży nadwyżek aktualnym odbiorcom. Urządzenie nie jest inteligentnym licznikiem energii. Urządzenie oblicza moc dysponowaną źródeł odnawialnych na podstawie siły wiatru, oświetlenia słonecznego lub poziomu wody. Obliczoną wielkość nadwyżki mocy zgłasza do systemu energetycznego. Urządzenie posiada wbudowany protokół transmisyjny do wymiany danych z systemem energetyczno-informatycznym.

Inną zaletą jest możliwość gromadzenia nadwyżek energii np. w akumulatorach litowo-jonowych. Obecne prawo zobowiązuje zakłady energetyczne do kupowania energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Jednak nie zawsze zapotrzebowanie systemu energetycznego jest na tyle duże, żeby bezwarunkowo odbierać każdą ilość energii. Zmagazynowanie energii umożliwia jej późniejszą redystrybucję.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku w postaci schematu.

Urządzenie do redystrybucji energii w sieci smart grid składa się z komparatora mocy dysponowanej i mocy pobieranej KM, układu do pomiaru mocy dysponowanej PD, układu do pomiaru mocy pobieranej PP, oraz układu transmisyjnego UT. Komparator mocy dysponowanej i mocy pobieranej KM połączony jest wejściem WED z wyjściem WD układu do pomiaru mocy dysponowanej PD, a wejściem WEP z wyjściem WP układu do pomiaru mocy pobieranej PP. Wyjście WYK komparatora mocy

PL 223 769 B1 dysponowanej i mocy pobieranej KM połączone jest z wejściem WET układu transmisyjnego UT, którego wyjście WYT połączone jest z systemem agregacji i dyslokacji energii. Wejście WZ układu do pomiaru mocy dysponowanej PD dołączone jest do źródła energii ZE a wejście WO układu do pomiaru mocy pobieranej PP dołączone jest do odbiornika energii OE. Systemem agregacji i dyslokacji energii połączony jest z odbiornikiem energii OE i ze źródłem energii ZE, które są połączone ze sobą.

Działanie urządzenia jest następujące: odbiornik energii pobiera moc ze źródła energii ZE i z systemu agregacji i dyslokacji energii. Źródło energii ZE dostarcza moc do odbiornika energii OE i do systemu agregacji i dyslokacji energii. Jeżeli chwilowy pobór mocy odbiornika energii OE jest mniejszy niż moc dysponowana źródła energii ZE, to nadwyżka mocy źródła energii ZE oddawana jest do systemu agregacji i dyslokacji energii. Jeżeli chwilowy pobór mocy odbiornika energii OE przewyższa dyspozycję mocy źródła energii ZE, to brakująca moc pobierana jest z systemu agregacji i dyslokacji energii. Kierunek przepływu mocy określany jest na podstawie wyniku porównania mocy przez komparator mocy dysponowanej i mocy pobieranej KM. Moc dysponowana mierzona jest przez układ do pomiaru mocy dysponowanej PD, a moc pobierana mierzona jest przez układ do pomiaru mocy pobieranej PP. Żądanie dostawy mocy z systemu agregacji i dyslokacji energii lub oferta dostarczenia mocy do tego systemu realizowana jest w układzie transmisyjnym UT.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do redystrybucji energii elektrycznej znamienne tym, że komparator mocy dysponowanej i mocy pobieranej (KM) połączony jest wejściem (WED) z wyjściem (WD) układu do pomiaru mocy dysponowanej (PD), a wejściem (WEP) z wyjściem (WP) układu do pomiaru mocy pobieranej (PP), wyjście (WYK) komparatora mocy dysponowanej i mocy pobieranej (KM) połączone jest z wejściem (WET) układu transmisyjnego (UT).