WO2009010617A1 - Sistema de control del consumo de energía eléctrica en las instalaciones de usuarios - Google Patents

Abstract

Sistema de control del consumo de energía eléctrica en las instalaciones de usuarios, formado por un equipo que registra periódicamente los datos relacionados con el consumo eléctrico de una instalación y de las líneas parciales componentes de la misma, comprendiendo un microcontrolador (1) que interactúa con un módulo (3) de medidas eléctricas para tomar los datos de control, y con un módulo (2) de comunicaciones inalámbricas, a través del cual se establece comunicación bidireccional con un equipo remoto que procesa los datos para ponerlos a disposición del usuario de la instalación sometida a control.

Description

SISTEMA DE CONTROL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN LAS INSTALACIONES DE USUARIOS

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con el control del consumo eléctrico en las instalaciones de usuarios, proponiendo un sistema de control que permite el suministro de datos relativos a los consumos tanto globales como parciales de una instalación, con acceso del usuario consumidor a dichos datos.

Estado de la técnica

El sector eléctrico ha venido sufriendo en los últimos años grandes cambios regulatorios, en consecuencia de Normas como la Directiva CE/92/96 aprobada en 1996 por el Consejo de la Unión Europea, cuya transposición al ordenamiento español fue materializada en la Ley 54/1997, en relación con las bases de un modelo energético que pasó de un esquema completamente regulado de sistema público, a un sistema mixto de actividades reguladas y no reguladas.

La aplicación de dicha Ley 54/1997 en un plazo transitorio de diez años, ha tenido como fin adaptar a sistemas de libre mercado las estructuras de monopolio existentes hasta entonces. Pero sin embargo, en el control del consumo de la energía eléctrica, aún existe la remora de los sistemas fuertemente regulados, en donde el control del consumo energético solo se realiza con objetivos puramente recaudatorios, en el sentido de que el distribuidor pueda conocer el consumo de los usuarios, para emitir la facturación correspondiente. Por ello, en el desarrollo de los contadores del consumo eléctrico se han venido teniendo en cuenta únicamente las necesidades del distribuidor, centrándose en ofrecer tecnologías que minimizaran los costes de lectura de los consumos a facturar, ya que esto tradicionalmente ha supuesto un cuello de botella para los distribuidores eléctricos; y en tal sentido se han desarrollado tecnologías de acceso remoto a los contadores, por vía de protocolo TCP/IP, mediante redes de fibra óptica, o por tecnología PLC (Power Line Comunications) que utiliza los propios cables eléctricos como medios de transmisión de datos.

Con las técnicas actuales el usuario consumidor es en todo caso un actor totalmente pasivo, que debe asumir la veracidad de los datos del consumo que se le facturan, ya que los contadores van generalmente instalados en un recinto cerrado fuera del alcance de dicho usuario consumidor, de modo que éste no cuenta con informaciones que le permitan adoptar soluciones para optimizar su consumo.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un sistema que permite obtener múltiples datos, tanto totales como parciales, sobre el consumo eléctrico de las instalaciones de usuario, con acceso del consumidor a las informaciones, de manera que éste puede controlar las variables del consumo para gestionarlo de la forma que estime más favorable.

El sistema se materializa en un equipo registrador periódico de los datos de consumo de diversas líneas integrantes de una instalación eléctrica de usuario, permitiendo el control del consumo total de la instalación, asi como del consumo individual de las lineas parciales, con posibilidad de establecer selectivamente el control de las lineas parciales que se desee.

Dicho equipo registrador de datos consta de un microcontrolador que interactúa con un módulo de medida para recoger datos del consumo de energía de la instalación eléctrica, y con un puerto de comunicación inalámbrica, a través del cual se establece comunicación bidireccional con un equipo remoto que procesa los datos para ponerlos a disposición del usuario.

En relación con el microcontrolador se dispone un visualizador alfanumérico, en el cual se muestran los datos que suministra el equipo; y un indicador luminoso, mediante el que se muestran escalas de valores a las que corresponden los datos de las medidas realizadas .

En relación con el microprocesador se dispone igualmente una memoria, en la cual se almacenan los datos de las mediciones que realiza el sistema; y un reloj que identifica los datos respecto del tiempo (fecha y hora) en el que son adquiridos; incluyéndose además un sensor de temperatura que garantiza la seguridad del equipo contra sobrecalentamientos.

Entre el microcontrolador y el puerto de comunicación inalámbrica se incluye un módulo TCP/IP, por medio del cual se garantiza la transmisión de datos sin errores y sin pérdidas. Se obtiene asi un sistema que permite al usuario controlar el consumo de su instalación eléctrica, tanto en términos globales para comprobar la facturación, como en lo que se refiere a los consumos parciales de las lineas componentes de la instalación, como la linea de alumbrado, la linea de calefacción, las lineas de electrodomésticos, etc., teniendo una señalización de la escala de valores tarifarios a la que corresponde el consumo en cada momento, con lo cual el usuario tiene una información que le permite poder adaptar sus consumos de la forma más ventajosa.

Además de la información relativa a los consumos en la instalación eléctrica, el equipo del sistema permite asimismo, merced a la comunicación con el equipo remoto, otras funcionalidades que pueden ser de interés para los usuarios, como verificación de facturas, valoración de ofertas eléctricas, estadísticas de consumo de energía activa y reactiva, estadísticas de precios, gestión de la calidad del sistema, estudios de eficiencia, etc.

Por todo ello, dicho sistema objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la función de aplicación a la que se halla destinado.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra un esquema en bloques del equipo componente del sistema preconizado.

Descripción detallada de la invención — ζ —

El objeto de la invención se refiere a un sistema destinado para controlar el consumo de las instalaciones eléctricas de usuarios, con mediciones del consumo de las lineas parciales componentes de la instalación de aplicación y suministro de información accesible para el usuario correspondiente.

El sistema consiste en un equipo registrador periódico (por ejemplo cada cuarto de hora) de los consumos eléctricos de diferentes lineas componentes de una instalación, como por ejemplo la linea de alumbrado, la linea de calefacción, las lineas de electrodomésticos, etc., permitiendo realizar el control del consumo total de la instalación, asi como el consumo individual de las lineas parciales componentes, sobre las cuales se puede determinar selectivamente el control según se desee.

El equipo mencionado se instala de manera accesible para el consumidor, disponiéndose con una conexión de acceso inalámbrico a Internet para la operatividad funcional del sistema.

Dicho equipo integrante del sistema comprende un microcontrolador (1), el cual interactúa con un puerto

(2) de comunicaciones inalámbricas y con un módulo (3) de medidas de potencia y energía eléctricas, yendo además en relación con el microprocesador (1) una memoria (4) almacenadora de datos y un reloj (5) de identificación de los datos en el tiempo, asi como un visualizador alfanumérico (6) y un indicador luminoso

(7), en tanto que un sensor de temperatura (8) garantiza la seguridad contra el calentamiento, yendo entre el microprocesador (1) y el puerto (2) de comunicaciones un módulo TCP/IP (9) que garantiza la transmisión de la comunicación de datos entre ambos.

El microcontrolador (1) es el núcleo central del sistema, capaz de interactuar con cada uno de los demás componentes, de manera que recibe y procesa estímulos de los módulos que capturan magnitudes del exterior, como temperatura, tensión, corriente, potencia y energía activa y reactiva, asociados a una identificación en el tiempo, generando las salidas adecuadas para el visualizador alfanumérico (6) y el indicador luminoso (7), a la vez que coordina las comunicaciones de tipo bidireccional, por medio del módulo TCP/IP (9), a través del puerto (2) de comunicaciones inalámbricas, en relación con un dispositivo remoto de cualquier tipo (ordenador, pda, teléfono móvil, etc.) que sea capaz de soportar el protocolo de comunicaciones de Internet IP.

El puerto (2) de comunicaciones inalámbricas es un módulo capaz de recibir y enviar datos en formato digital binario, y emitirlos mediante radiofrecuencia, efectuándose las comunicaciones mediante tramas de carácter bidireccional, de manera que la función principal de este módulo es transferir las tramas de comunicación hasta un encaminador de red, para que éste a su vez las transmita hasta un equipo remoto encargado de gestionar y tramitar las informaciones.

El módulo (3) de medida de potencia y energía realiza la medida de potencia activa y potencia reactiva instantáneas, integrando las mismas a lo largo del tiempo para hallar la energía consumida por la carga de la instalación eléctrica de aplicación, o cualquiera de las lineas parciales de la misma, a partir del muestreo de las magnitudes características de la tensión de la linea y corriente demandada.

La memoria (4) sirve como copia de seguridad del sistema, garantizando de forma redundante que ningún dato obtenido se pierda antes de que se dé confirmación de su llegada al equipo remoto; actuando además dicha memoria (4) como histórico de medidas, ya que conserva la información, de modo que ésta puede ser solicitada desde el equipo remoto cuando exista alguna posible anomalía en la explotación.

El reloj (5) es un dispositivo horario/calendario, que actúa como identificador en el tiempo (fecha y hora) de los datos que recoge el sistema del exterior, permitiendo asi el control de dichos datos en cualquier momento, con perfecta ubicación de cuando fueron adquiridos .

El visualizador alfanumérico (6) es un dispositivo de información para el usuario, que muestra de manera visual en una pantalla los datos correspondientes a la potencia y energía consumidas, u otros, según sean solicitados por medio de un selector.

El indicador luminoso (7) es un dispositivo con indicadores luminosos tipo LED o similar, que interactúa en relación con los intervalos de la escala de valores tarifarios establecidos para la instalación en la que se aplica el sistema (por ejemplo con intervalos barato, intermedio y caro) , permitiendo mostrar el intervalo en el que se halla el consumo de la instalación, para que el usuario pueda saber de una forma visual rápida ese factor.

El sensor de temperatura (8) es un dispositivo que controla la temperatura del sistema, interactuando con el microcontrolador (1) para garantizar la seguridad del equipo contra sobrecalentamientos.

El módulo TCP/IP (9) garantiza por su parte que los datos que se transmiten, en una dirección y otra, entre el microcontrolador (1) y el puerto (2) de comunicaciones inalámbricas, estén libres de errores y pérdidas, para que los resultados en base a los mismos se obtengan con seguridad.

Con todo ello el sistema permite obtener datos de energía activa, energía reactiva, factor de potencia, variaciones de tensión, fallos en el suministro eléctrico, etc., sobre la instalación de aplicación y las lineas parciales componentes de la misma, con lecturas rápidas de los parámetros (en tiempos inferiores al segundo) , para interpolar y enviar los datos periódicamente (por ejemplo cada quince minutos) a una plataforma de gestión ubicada en el equipo remoto.

El sistema permite almacenar durante un amplio periodo de tiempo (por ejemplo un año) los datos de consumo de la instalación de aplicación, permitiendo asi garantizar la integridad de dichos datos ante cualquier problema en la transmisión de los mismos, volcando todos los datos en una plataforma informática, en donde se procesan para proporcionar al usuario las informaciones derivadas de ellos.

La explotación de las informaciones relacionadas con los datos obtenidos del perfil de consumo de la instalación de aplicación, se puede realizar por cualquier medio de transmisión de comunicaciones, por ejemplo a través de una Web de acceso individual, por medio de un teléfono móvil, por via Internet, o por peticiones de servicios SMS o MMS mediante una PDA o por medio de un televisor mediante un sistema de acceso con el mando numérico del mismo.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Sistema de control del consumo de energía eléctrica en las instalaciones de usuarios, destinado para suministrar al usuario de una instalación eléctrica informaciones relacionadas con los consumos energéticos de dicha instalación, caracterizado en que consta de un equipo registrador periódico de los datos relacionados con el consumo eléctrico, comprendiendo un microcontrolador (1) que interactúa con un módulo (3) de medidas de potencia y energía eléctricas, y con un módulo (2) de comunicaciones inalámbricas, a través del cual se establece comunicación bidireccional con un equipo remoto en el que se procesan los datos para ponerlos a disposición del usuario, incluyéndose en relación con el microcontrolador (1) una memoria (4) que almacena los datos adquiridos por el sistema, un reloj (5) que identifica los datos en el tiempo, un visualizador alfanumérico (6) en el que se muestran visualmente para el usuario los resultados que se obtienen a partir de los datos captados por el sistema, y un indicador luminoso que proporciona indicaciones relacionadas con la escala de valores tarifarios del consumo eléctrico sometido a control.

2.- Sistema de control del consumo de energía eléctrica en las instalaciones de usuarios, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que entre el microcontrolador (1) y el puerto (2) de comunicaciones inalámbricas se incluye un módulo TCP/IP (9), el cual garantiza las transmisiones de datos con seguridad.

3.- Sistema de control del consumo de energía eléctrica en las instalaciones de usuarios, de acuerdo - Íl ¬

eon la primera reivindicación, caracterizado en que en relación con el conjunto funcional se dispone un sensor de temperatura (8), el cual interactúa con el microcontrolador (1) en una función de seguridad contra sobrecalentamientos en el equipo.

4.- Sistema de control del consumo de energía eléctrica en las instalaciones de usuarios, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que la captación de datos del consumo eléctrico se establece en relación con el conjunto de la instalación de aplicación y selectivamente respecto de las lineas parciales componentes de dicha instalación.