WO2015033047A1 - Procédé de contrôle de la régulation électrique d'une installation électrique en fonction de consignes d'effacement - Google Patents

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WO2015033047A1
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electrical
installation
departures
participation
equipment
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PCT/FR2014/052155
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Daniel Pignier
David Menga
Enrique Alberto Kremers
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Electricite De France
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Definitions

  • a method of controlling the electrical regulation of an electrical installation according to erasure instructions is provided.
  • the invention relates to the field of electrical installations, including a method for managing, depending on instructions, the electrical regulation within these installations.
  • Electric power providers seek to regulate and anticipate electricity consumption among electricity consumers, i.e. their subscribers. Indeed, the current means of electricity production react with difficulty to large variations in energy demand.
  • the electrical power produced by these means is generally much higher than the electrical load actually consumed by subscribers, resulting in a phenomenon of overproduction.
  • the management electronics in particular makes it possible to measure, process and / or communicate data related to the electricity consumption of a subscriber. This data is used for example to determine an instantaneous consumption, variations and / or consumption cycles of one or more subscribers, and thus anticipate the electrical load required by the subscriber and / or a group of subscribers.
  • the suppliers implement erasure instructions aimed at regulating the consumption of one or more subscribers. It is thus possible for suppliers to reduce the effective electrical demand and to keep it under the electrical power produced by the means of production.
  • the electronic management of above facilities receives the erasing instructions and controls the consumption of the plant in operation. More particularly, the management electronics may decide to lower the consumption of the installation according to the erasure instruction received, in particular by limiting or even momentarily cutting off the power supply of one or more equipment connected to installation.
  • the equipment can be electrically controlled by the management electronics whereas such a regulation may not be suitable for:
  • the present invention improves the situation.
  • the invention proposes a method and an electrical installation according to which, when a general electrical regulation instruction of the installation is received (ie an instruction of erasure of the installation), the electrical uses of the installation are regulated in taking into account their capitalized participations during electrical regulations prescribed by instructions received previously.
  • a first aspect of the invention relates to a control method of an electrical installation comprising electrical outputs for powering equipment in a controlled manner.
  • the method comprises the steps of:
  • Erasure means a temporary regulation of the power supply of one or more starts so that the consumption of the installation is temporarily limited
  • the level of participation determined makes it possible to establish a priority order of erasure of departures.
  • This order of priority allows a scheduling of erasures within the installation.
  • the scheduling non-randomly requests departures, in particular so as not to invariably erase the same departures (and consequently, the same equipment and / or subscribers).
  • the participation of the departures based on their erasure history corresponds to an erasure effort (i.e. capitalized participations for electrical regulations of the installation) in order to respect instructions previously received by the installation.
  • the erasure priority rankings based on this participation directly contribute to the control of departure control, in particular to converge towards a fairness of effort to erase departures.
  • the process thus improves the electrical regulation of the installation by offering, for example, the possibility of erasing, in priority, departures that until now have had little participation in electrical regulations of the installation.
  • the feeders are erased in order of priority rank at least until reaching a general electrical regulation of the installation corresponding to the setpoint received.
  • the method makes it possible to request, in priority, the departures that have been the least erased (the smallest participations in an erasure effort), and only until the consumption limitation requested by the received instruction is reached. It will be understood that the departures with the most participation are less regularly erased, which tends to rebalance the participation of departures to each new setpoint received.
  • the method may further comprise a step of cessation of erasure of erased departures, the erasure stops for each of the starts being triggered at times distributed over time.
  • the distribution over time is a function of the erasure priority ranks associated with the participation levels of the departures.
  • the cessation of erasure of the sends is also ordered according to the erasure priority rank.
  • terminations can be organized in ascending order of priority ranks.
  • departures that are primarily re-energized are low priority departures (i.e., departures having contributed the most to an erasure effort).
  • the terminations by priority rank may for example be staggered over time according to an interval At of about ten minutes.
  • the distribution over time is random.
  • the departures cease to be erased on the basis of a random draw rule.
  • This achievement can especially be advantageous when departures have the same priority rank. Indeed, in order to avoid that departures of the same priority rank are replenished normally simultaneously (at the risk of a new "rebound effect" to their recovery), the random draw randomly spreads in the time the cessation of erasure of these departures.
  • the method further comprises a step of collecting data from at least one current sensor associated with at least one of the feeders, this sensor measuring an electrical consumption of the associated feeder.
  • the participation level of the associated departure is further determined according to the data collected.
  • the level of participation obtained takes into account consumption parameters to optimize the erasure of departures.
  • the level of departure participation can therefore be determined in correlation with measured consumption data, in particular so that the level of departure participation also depends on:
  • the available erasing potential (corresponding substantially to the surplus power supplied initially relative to its actual measured consumption); the operating cycle of the equipment connected to the start;
  • a heat pump and a refrigerator are connected to departures of an installation. Assuming that they have a similar erasure history, if the heat pump is however disabled (put in standby mode by the subscriber), the current sensor detects a lower consumption than the usual consumption of the pump in operation. However, keeping the pump energized is no longer useful. Also, in order to be erased as a priority, the feeder supplying the heat pump can then be associated with a participation level lower than the participation level determined from the erasure history. As for the refrigerator, it can keep the level of participation relative to its history so as not to be erased in priority.
  • the participation level of at least one of the departures is further determined according to the frequency of the electrical signal supplied by an electrical network to which the installation is connected.
  • the level of participation of a departure can be a function of the quality of the electrical signal (relative to its frequency) supplied to the installation by an upstream electrical network.
  • a level of participation is calculated with regard to the quality of the signal determined, so that priority is given to eliminating departures and equipment for which the supply conditions (signal frequency) are not optimal. It will be understood that this embodiment benefits the smooth operation of the equipment connected to the installation.
  • the method comprises a step of collecting data from at least one home sensor, measuring a state of environment of installation, the level of participation of the associated departure being further determined according to the data collected.
  • the level of participation determined thus takes into account the environmental conditions of the installation.
  • the environmental conditions measured by the home sensor may be temperature, humidity, air CO 2, brightness, motion or other data.
  • the participation of the feeders of the plant supplying the convectors can be determined according to a high level so that the associated priority rank of erasure is preferentially low.
  • the convectors of the installation will not be erased in priority.
  • the convectors will be less stressed for an erasure effort to come and can more quickly bring the ambient temperature to a set temperature. This achievement benefits the comfort of the subscriber.
  • the installation comprises at least one heat exchanger among the equipment, which exchanger communicates temperature data reached by the equipment.
  • the method advantageously determines the level of participation of the feeder which supplies the equipment according to the temperature data communicated by the heat exchanger.
  • the temperature data communicated by the heat exchanger makes it possible to determine a potential of erasure of this equipment and to estimate the possibility of erasing it in priority or not.
  • the internal temperature of a water heater is measured and communicated by a probe located inside this equipment.
  • the water reserve available in the water heater and its thermal inertia no longer requires prolonged heating.
  • the water heater may be a candidate for erasure of its power supply.
  • the participation of the feeder to which the water heater is connected can then be determined at a low level (typically below the participation level determined from the erase history). This low level of participation can be associated with a high priority ranking in order to primarily erase the start of the water heater during the next erasures.
  • This advantageous embodiment makes it possible to favor the smooth operation of the heat exchangers and the comfort of the subscriber.
  • the level of participation of the heat exchanger can be determined according to its internal temperature, its capacity, its heat capacity or other.
  • the equipment may be for example a freezer or a communicating refrigerator.
  • the participation level of a departure is therefore determined objectively on the basis of one of the aforementioned data, or a correlation of several of these.
  • the order of priority is based on an objective level of participation of the equipment / subscribers, making it possible to determine a potential for erasure of departures according to the operating constraints of the equipment (consumption, operating cycles, environmental conditions, etc.).
  • the level of participation of a departure can also be determined on the basis of a critical temperature not to be exceeded for the device, and also a temperature drift rate over time of this device (allowing in particular to determine the thermal inertia of a heat exchanger to predict in time the electric charge necessary for its operation).
  • the order of priority established for the erasure of departures tends to balance the participation of the departures of the installation in an effort of erasure, and without impact noticeably the comfort of the user or the proper functioning of connected equipment as in existing solutions.
  • a second aspect of the invention relates to an electrical installation comprising electrical outlets for supplying regulated equipment. More particularly, this installation comprises at least:
  • a database adapted to store a history of erasures made on departures
  • a data processing means adapted to:
  • At least one of the feeders comprises at least one current sensor adapted to measure a current flow and a potential difference.
  • the data processing means may also be parameterized to detect a frequency of an electrical signal supplied by an electrical network to which said installation is connected.
  • the installation further comprises at least one domestic sensor measuring an environment state of the installation.
  • At least one of the equipment of the installation is a heat exchanger and comprises means for communicating the temperature data reached by the equipment.
  • the means of communication between the equipment and the feeder makes it possible to send data from a temperature sensor arranged for example in the equipment.
  • the level of participation of the equipment can be determined according to its evolution in temperature. For example, if a very low temperature needs to be maintained for a freezer, the level of participation of this equipment will be determined as high so that it is not firstly erased when receiving a next erasure instruction.
  • the current sensors and / or the household sensors (temperature, brightness, CO2, etc.) and / or the temperature data communicated by the equipment, allow more or less long-term analyzes (days / weeks / months) to from which it is possible to determine more precisely the capacity to participate in the deletion of a departure.
  • This capacity can in particular depend on: the operating cycle, the quality of the network, drift consumption, internal temperature, internal heat drift, or other.
  • the electrical outlet is an electrical outlet.
  • the equipment can then be electrical devices connected to the socket.
  • the electrical feeder is an electrical panel.
  • the equipment can then be electrical devices electrically connected to the switchboard, such as electrical outlets and / or power strips, or appliances.
  • the electrical feeder is an electric concentrator.
  • the equipment can then be electrical subscriber housing networks, meters and / or electrical panels subscribers electrically connected to the concentrator.
  • the invention further relates to a computer program intended to be stored in a memory of an electrical installation.
  • This computer program is characterized in that it comprises instructions readable by a processor of the installation, the processor implementing the method of the invention when the instructions are executed by the processor.
  • FIG. 1 illustrates a first embodiment of the electrical installation according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a second embodiment of the electrical installation
  • FIG. 3 illustrates a third embodiment of the electrical installation
  • FIG. 4 represents an exemplary embodiment of the management electronics of the electrical installation
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of representation of the various steps of the control method of the electrical installation
  • Figure 6 is a graphical representation of a load curve of a traditional electrical installation over time, and a load curve of an electrical installation according to the invention.
  • the dimensions of the various elements shown in these figures are not necessarily in proportion to their actual dimensions.
  • identical references correspond to identical elements for the various embodiments shown. detailed description
  • an electrical installation is an infrastructure intended to supply electricity, and in a regulated manner, to equipment that is electrically connected to electrical outputs of the installation.
  • Figure 1 which illustrates a first embodiment of the INS electrical installation.
  • the INS installation comprises in particular a concentrator C which:
  • a power supply generated by means of production of a supplier F (a power station or a transformer for example);
  • the networks RE1, RE2, RE3 represent subscriber housing electrical infrastructures.
  • Each electrical network may comprise at least one equipment connected to a feeder.
  • the equipment in question can in particular constitute a point of entry into the electrical networks RE1, RE2, RE3.
  • Such equipment may for example be an electrical meter (not shown in Figure 1) or an electrical board T1, T2, T3.
  • the supplier F can issue general electrical regulation instructions for the INS installation.
  • Such instructions may in particular consist of ordering a temporary limitation of the general consumption of the INS installation under a determined threshold.
  • a regulation of the electrical supply of the feeders D1, D2, D3 makes it possible to limit the consumption of the equipment of the networks RE1, RE2, RE3 and thus to reduce the general consumption of the installation INS under the threshold of the set point .
  • Each of the electrical regulations on each of the departures is also called "erasure", and may include:
  • the INS installation can comprise a management electronics EG installed in the concentrator C.
  • the management electronics EG can understand :
  • a database for storing a history of erasures made on departures
  • a data processing means adapted to: o depending on the history, determine for each of the departures a level of participation in a general electrical regulation of the installation;
  • the processing means of the INS installation makes it possible to calculate and associate an erasure priority order with the departures D1, D2, D3.
  • the firstly erased departures are those which for example have the least participated in electrical regulation efforts inherent to previously received instructions.
  • the electrical outputs D1, D2, D3 may comprise current sensors CC1, CC2, CC3 adapted to measure a current flow and a potential difference.
  • the processing means can determine an electrical consumption of the feeders.
  • the database can be adapted to store the data measured by the sensors CC1, CC2, CC3.
  • the data processing means may furthermore be adapted to measure the frequency of the electrical signal supplied by an upstream electrical network, for example between the INS installation and the production means of the supplier F.
  • the processing means can thus determine the quality of the supply supplied upstream by the supplier F and determine the level of participation of departures in function.
  • the installation may comprise at least one domestic sensor CD which retrieves measurement data of an environmental state of the installation.
  • a CD home sensor may be installed in the subscriber's home and placed at its discretion. It can include sensors for humidity, smoke, air quality, brightness, motion or other.
  • the data processing means of the INS installation can collect and archive in the database the data measured by the domestic sensors CD. The participation level of each of the departures can thus be calculated according to parameters departures (ambient temperature, brightness, presence of the subscriber in his dwelling, etc.).
  • the home sensor CD is a presence sensor. When a presence of the subscriber has not been detected for several days, the data processing means can be set to lower the level of participation of the heating system so that this system is erased in priority during prolonged absences of the subscriber.
  • the INS electrical installation is an electrical network subscriber housing. It comprises an electrical panel T1 which is supplied by the concentrator C. In the middle, a counter (not shown in FIG. 2) can be arranged between the panel T1 and the concentrator C.
  • the electrical panel T1 can supply, via the electrical outputs D1, D2, D3, D4, various equipment such as:
  • the P-socket and the MP socket allow you to electrically power other equipment such as a refrigerator R, a TV, an AC air-conditioning system or other.
  • the feeders D1, D2, D3, D4 may also include current sensors CC1, CC2, CC3, CC4 for measuring an electrical consumption on each of the feeders.
  • the database, the reception means and the data processing means are arranged within the same management electronics module EG installed in the table T1.
  • the processing means of the installation INS can collect information on the consumption cycles on the departures of equipment such as the refrigerator R, the hot water device DHW and / or heat pump PAC.
  • the processing means can then determine a level of participation according to the operating cycle of the equipment in question.
  • the processing means can be set to increase the level of participation of the refrigerator R when it has just entered a compression cycle.
  • the erase priority rank of the associated refrigerator may be low so that the compression cycle is not exposed to a cut-off inherent to a setpoint (which could damage its engine).
  • the INS installation may also include at least one domestic sensor CD disposed in the subscriber's housing, and which retrieves measurement data of an environmental state such as the ambient temperature, the brightness, the presence of the subscriber in his dwelling or other.
  • an environmental state such as the ambient temperature, the brightness, the presence of the subscriber in his dwelling or other.
  • FIG. 3 on which a third embodiment of the electrical installation has been illustrated, and this in the form of a first installation INS 1 and a second installation INS 2 installed downstream of an electric meter and / or an electrical panel T 1.
  • the installations INS1 and INS2 include electrical outputs such as the socket P and the power strip MP. These outlets are designed to supply electrical power to connected equipment such as the TV set, the AC air conditioner and the R fridge.
  • the MP socket of the first installation INS 1 may comprise at least two electrical outputs D1, D2.
  • the socket P of the second installation INS2 may in turn comprise another electric start D3.
  • departures INSl and INS2 facilities may also include current sensors CCI, CC2, CC3 to measure power consumption on each of the departures.
  • the database, the reception means and the data processing means are arranged within the same management electronics module EG installed:
  • the facility processing means INS1 and INS2 are able to collect information on the consumption cycles of the equipment connected to the outlets and outlets, and to determine a level of participation of the equipment. from the collected data.
  • Each of the INS1 and INS2 installations may also include at least one CD home sensor disposed in the environment close to the installation (for example near the outlets and outlets) in order to retrieve measurement data from an environmental state ( ambient temperature, brightness, the presence of the subscriber in his dwelling or other).
  • an environmental state ambient temperature, brightness, the presence of the subscriber in his dwelling or other.
  • the equipment connected to the D3 start is a refrigerator R which comprises a means of communication (not shown in the figures) temperature data achieved by this equipment.
  • the temperature data can be data from a temperature probe installed inside the refrigerator R, which probe is able to detect the internal temperature thereof.
  • the processing means of the INS2 facility can further collect the data communicated.
  • This data can be communicated via a radio link (for example WiFi, Bluetooth or Zig-Bee) or wire (typically a CPL link via the electrical connection of the equipment from the installation).
  • a radio link for example WiFi, Bluetooth or Zig-Bee
  • wire typically a CPL link via the electrical connection of the equipment from the installation.
  • the processing means can determine the level of participation and calculate the priority rank of erasure of the electric start of the refrigerator R according to its internal temperature.
  • this embodiment makes it possible, for example, to take into account the current internal temperature of the refrigerator to determine the possible duration of an erasure applicable to this equipment without the internal temperature exceeding a threshold above which the goods which are there preserved are deteriorating.
  • the electrical feeders D1, D2, D3 provision can be made to place two current sensors for measuring on the one hand a start and on the other hand a current return. The current sensors are then adapted to measure a current flow and a potential difference at the tap.
  • any electrical fault in the equipment connected to the P-socket or the MP socket can thus be detected by means of the current sensors, such as a short circuit or overcurrent fault, or a current leakage fault on the equipment. connected to the outlet or a fault of non-functioning of the equipment.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment in which means for implementing the control method according to the invention are assembled in a single management electronics module EG, comprising in particular:
  • PROC data processing means
  • INT communication interface a data processing means
  • the PROC processing means collects sensor data such as:
  • This collected data is archived in the database BD of the installation.
  • a database can be materialized by a "micro SD” card (Secure Digital Microcard) inserted into the EG module.
  • the EG module thus constitutes a “black box” for the electrical uses of the equipment connected to the departures of the installation, storing in the database BD: - a history of the erasures made on the departures of the installation;
  • CC Code Division Multiple Access
  • CT sensors a history of data collected from CC, CD and CT sensors.
  • the collected data is integrated into the subscriber's electrical usage history and can then be used as needed to determine a possible level of participation and to reconstruct events in the dwelling.
  • the DC current sensors collect information relating to the consumption of the appliance or group of appliances electrically connected to the plant feeders and the data processing means PROC collects and stores this data.
  • the temperature sensors CT collect information on the operating temperature of the equipment (for example, the internal temperature of a refrigerator or the heating temperature of a convector), especially when the equipment is an EC heat exchanger.
  • the exchanger EC communicates with the management electronics module EG the temperature data measured by the sensor CT to determine the participation level of the feeder associated with the exchanger.
  • Domestic CD sensors collect data on the environmental conditions of the installation such as temperature, humidity, air CO2, brightness, presence or other data.
  • the installation can for example use the INT communication interface.
  • the INT interface may comprise at least:
  • the installation can use the RC setpoint receiver.
  • This RC receiver is adapted to receive instructions sent to the installation via the electricity network of the energy supplier, for example according to the communication protocol Current Line Bearer G3 - CPL G3.
  • the management electronics receives:
  • the received data make it possible to determine the evolution of the heat capacity (in particular according to the evolution of the internal temperature of the freezer as a function of its operating cycles noted on the associated departure) and to define the moments at which an erasure of the Freezer can be started without risking exceeding a critical operating temperature of the equipment (eg too high a temperature for storing frozen food).
  • the level of participation can be determined from a temperature limit not to be exceeded or from a limit speed of drift of the internal temperature.
  • the level of participation can be determined based on data sent by the home sensor (s) CD.
  • the level of participation of the departure associated with the aforementioned freezer can be determined according to the temperature outside the equipment to take into account the potential impact of a strong heat on the heat capacity and the consumption of this equipment.
  • the PROC processing means may further be parameterized to detect operating anomalies from the collected data, in particular:
  • the processing means PROC can then issue an alert to the subscriber, via the communication interface INT for example.
  • the subscriber can also require, by means of a communicating device provided with appropriate software (smartphone, digital tablet or computer for example), to consult the data archived in the database BD.
  • a communicating device provided with appropriate software (smartphone, digital tablet or computer for example)
  • the INT communication interface makes it possible to read the data collected in the database BD, to process them, to format them to allow the implementation of personalized added value services such as:
  • This information which can be consulted by the subscriber, also makes it possible to raise awareness, manage and optimize the energy consumption of his home and to have access to a detailed report of the electrical consumption of the installation and its equipment.
  • the communication interface INT may be provided to allow a transfer of the archived data in the database BD to an external system.
  • the data collected and archived in the database BD can be duplicated automatically to an electrical panel of the housing or to a secure electronic safe with a frequency determined according to a setting of the subscriber.
  • the INT interface also allows a consumer to set up the INS installation, for example by setting a priority order to be prioritized for some equipment connected to the departures of his installation.
  • the setting of each departure can include for example the following information:
  • the database BD is further adapted to store a computer program that includes instructions readable by the processing means PROC (typically a processor) in order to implement the control method of the electrical installation when the instructions are executed by the data processing means.
  • PROC typically a processor
  • the erasure of a start of the installation can be controlled by the processing means PROC via a control of consumption control of the departure.
  • This command can be of several natures and can in particular consist of:
  • an equipment operation command control command of a heating temperature of a convector for example
  • a regulation of the electrical supply of the feeder limitation or interruption of the electric power supplied initially
  • a suitable communication interface (the INT interface for example) is provided to communicate the command to the equipment.
  • This interface can include:
  • pilot wire in the case of heating for example
  • an infrared link in the case of an air conditioner for example
  • the processing means PROC has sufficient autonomy to save the data in the database BD and send an alert to the subscriber or a third party via the interface INT;
  • the installation may include a rechargeable battery ensuring degraded operation in the absence of external power supply.
  • the installation further comprises means for measuring the frequency of the electrical signal supplied by the network.
  • the processing means PROC may be parameterized to detect variations in the frequency of the electrical signal received, in particular by collecting data from the means for measuring the frequency.
  • electricity suppliers provide an AC electrical signal at 50 Hz on 220V.
  • the processing means PROC can be parameterized to detect a decrease in the frequency of the electrical signal and then to control an erase of the current supplied to departures from the installation. In this way, the equipment connected to the departures are preserved from a bad quality of electrical signal (and consequently dysfunctions inherent to such a fall of frequency).
  • the data relating to the measurement of the frequency of the electrical signal supplied by the network can also be stored in the database BD of the installation in the same way as the data collected by the DC current sensors. The consumer can thus know when and how long his equipment has been erased, know the evolution of its consumption and the quality of the network.
  • the processing means PROC can determine the level of participation of the departures also according to the consumption data measured by the DC current sensors and the consumption history stored in the database. BD data.
  • the determined participation can be a function of the operating cycles of the equipment of the installation and thus, a departure can be erased without affecting the proper functioning of the equipment connected to it.
  • Figure 5 shows an example of representation of the steps of the control method of the electrical installation.
  • a step 1 the processing means PROC consults, with the database BD of the installation, the history of erasure HIS EFF performed on an integer x of Dx electrical starts of the installation.
  • the processing means PROC determines for each of the x sends Dx, according to the history HIS EFF consulted with the database BD, a participation level NP Dx to a general electrical regulation of the installation INS.
  • the participation level NP Dx of a departure is relative in particular to the electrical regulations implemented on the departure in response to regulation instructions previously received by the installation.
  • step 2 additional steps can be provided according to which the processing means PROC can furthermore correlate data collected, and / or stored in the database BD, originating from the current sensors CC (consumption data), domestic sensors CD (ambient temperature, brightness, movement, or other), and temperature sensors CT (of a communicating heat exchanger), means for measuring the frequency of an electrical signal, to determine the level of NP Dx participation of departures Dx.
  • the processing means PROC can furthermore correlate data collected, and / or stored in the database BD, originating from the current sensors CC (consumption data), domestic sensors CD (ambient temperature, brightness, movement, or other), and temperature sensors CT (of a communicating heat exchanger), means for measuring the frequency of an electrical signal, to determine the level of NP Dx participation of departures Dx.
  • the level of participation NP Dx determined for a departure Dx according to the aforementioned correlation makes it possible to establish an order of priority dependent on a level of objective participation of the departures, notably function of their operational and environmental constraints.
  • the processing means PROC associates an erasure RP NP priority rank with each of the NP Dx participation levels determined for each of the Dx sends.
  • This association can come from an association function FA which assigns an NP NP priority rank at the NP Dx levels according to chosen choice criteria.
  • These selection criteria define a rank of RP NP priority according to the value of the NP Dx level. For example, a high priority RP NP rank is assigned to low NP Dx levels, and a low NP RP priority rank is assigned to high NP Dx levels.
  • the installation receives a general electrical regulation setpoint C REG of the electrical installation, for example via the setpoint receiver RC of the installation INS.
  • This C REG setpoint can be sent by the electric power supplier to temporarily limit the overall power consumption of the installation.
  • This setpoint C REG once received by the receiver RC is sent to the processing means PROC of the INS installation.
  • the processing means PROC erases the starts on reception of the setpoint (step 4), and this according to an erase function EFF Dx which erases the departures Dx in order of the priority ranks RP NP which have been associated at the NP Dx participation levels of the Dx starts (step 3).
  • the erasure function EFF Dx can in particular be defined to erase the departures in ascending or descending order of the priority ranks RP NP.
  • This order of priority in the deletions of departures Dx allows a scheduling of the erasures within the installation. Departures are erased neatly, not randomly as in existing solutions. The erasure priority rankings based on this participation directly contribute to the control of departure control, so in particular to converge towards a fairness of effort of erasure between departures.
  • the departures can advantageously be erased in priority order order in step 4 until reaching a general electrical regulation of the installation corresponding to the setpoint received.
  • the means of PROC processing can clear the Dx sends in ascending order of priority until the consumption of the installation is less than 80%.
  • the departures solicited in priority may be those that have for example been the least erased (the weakest participations in an effort of erasure), and only until the limitation in consumption demanded is reached. It will be understood that the departures that have participated the most are less regularly erased, which tends to rebalance the participation of departures to each new setpoint received.
  • the processing means PROC stops erasing the departures erased at times distributed over time, for example via a termination function F EFF Dx.
  • the time distribution can be a function of the priority ranks RP NP associated with the NP Dx participation levels determined for the departures Dx.
  • the termination of erasure of the sends can be ordered by the function F EFF Dx in ascending or descending order of the erasure priority ranks.
  • the terminations by rank of priority can be staggered in time according to an interval At. This interval At defines the interval of time distribution of the instants of triggering cessations of erasure of the departures.
  • a curve C1 typically represents the load curve of existing solutions for regulating electrical installations.
  • the curve Cl varies in power along the vertical axis W, and changes over time along the horizontal axis t.
  • a general electrical regulation setpoint C REG is received by the INS installation, the installation can be regulated so as to consume below a threshold load CS during a determined period P (starting for example at a instant t1 and ending at a time t2). It can be seen that at the end of the period P of regulation ordered by the setpoint, a peak of consumption occurs on the curve Cl. This peak consumption is a "rebound effect" commonly caused by the sudden restart of departures erased.
  • a curve C2 represents the load curve according to the control method of the installation of the invention.
  • the curve C2 also varies in power along the vertical axis W, and changes over time along the horizontal axis t.
  • the erased starts are fed back normally (erasing cessation) in a staggered manner over time. Indeed, the departures are returned to the load at times distributed in time according to a time interval At. We then observe that the load recovery is more progressive and that the peak of overconsumption is not as marked as on the curve Cl.
  • the distribution over time is advantageously a function of the erasure priority ranks associated with the participation levels of the departures. In this way, the cessation of erasure of the departures is ordered in order of priority.
  • the distribution over time can be random. This embodiment can be used with respect to departures having the same priority rank, in order to randomly stagger the erasure termination of these departures in time.
  • the database, the setpoint receiving means and the data processing means can be distributed within the installation (and not grouped together in the same management electronics module as in the examples below). mentioned above) and equipped with communication means enabling them to exchange the data necessary for the implementation of the control method of the electrical installation.

Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle d'une installation électrique (INS) comportant des départs électriques (Dx) pour alimenter de manière régulée des équipements. Le procédé comprend en particulier les étapes de: - consultation (1) d'un historique d'effacements (HIS EFF) réalisés sur lesdits départs; - en fonction de l'historique consulté, détermination (2) pour chacun des départs d'un niveau de participation (NP Dx) à une régulation électrique générale de ladite installation; - association (3) d'un rang de priorité d'effacement (RP NP) à chacun des niveaux de participation déterminés pour chacun desdits départs; et - suite à la réception (4) d'une consigne de régulation électrique générale de ladite installation (C REG), effacement (5) desdits départs par ordre de rang de priorité.

Description

Procédé de contrôle de la régulation électrique d'une installation électrique en fonction de consignes d'effacement.
Domaine technique
L'invention concerne le domaine des installations électriques, et notamment un procédé permettant de gérer, en fonction de consignes, la régulation électrique au sein de ces installations.
Etat de la technique
Les fournisseurs d'énergie électrique cherchent à réguler et à anticiper la consommation électrique chez les consommateurs d'électricité, i.e. leurs abonnés. En effet, les moyens actuels de production d'électricité réagissent difficilement aux fortes variations de la demande en énergie.
En outre, la puissance électrique produite par ces moyens est généralement bien supérieure à la charge électrique réellement consommée par les abonnés, entraînant un phénomène de surproduction.
Les fournisseurs d'énergie électrique souhaitent de ce fait affiner le suivi de consommation des abonnés afin d'optimiser la production électrique en fonction des réels besoins en énergie.
A cet effet, les fournisseurs proposent aux abonnés des installations électriques
(compteur, tableau, onduleur, etc.) qui peuvent être munies d'une électronique de gestion. L'électronique de gestion permet notamment de mesurer, traiter et/ou communiquer des données liées à la consommation en électricité d'un abonné. Ces données sont utilisées par exemple pour déterminer une consommation instantanée, des variations et/ou des cycles de consommation d'un ou plusieurs abonnés, et ainsi anticiper la charge électrique nécessaire à l'abonné et/ou à un groupe d'abonnés.
Par ailleurs, afin de réguler la demande en énergie lors de pics de consommation, les fournisseurs mettent en œuvre des consignes d'effacement visant à réguler la consommation d'un ou plusieurs abonnés. Il est ainsi possible aux fournisseurs de réduire la demande électrique effective et de la conserver sous la puissance électrique produite par les moyens de production. Pour ce faire, l'électronique de gestion des installations susmentionnées reçoit les consignes d'effacement et contrôle la consommation de l'installation en fonction. Plus particulièrement, l'électronique de gestion peut décider d'abaisser la consommation de l'installation en fonction de la consigne d'effacement reçue, notamment en limitant, voire en coupant, momentanément l'alimentation électrique d'un ou plusieurs équipements branchés à l'installation.
Toutefois, avec ce type d'installation électrique, il s'avère que l'électronique de gestion peut solliciter de manière récurrente les mêmes équipements et/ou les mêmes abonnés. La participation des équipements/abonnés à la régulation électrique est alors inégale.
De surcroit, les équipements peuvent être régulés électriquement par l'électronique de gestion alors qu'une telle régulation peut ne pas être adaptée pour :
un bon fonctionnement de l'équipement (par exemple en coupant l'alimentation d'un réfrigérateur alors qu'un cycle de compression vient de commencer, ou en coupant trop fréquemment l'alimentation d'un congélateur, risquant de détériorer les denrées qui y sont conservées), ou conserver le confort de l'abonné (par exemple avec une coupure des équipements de chauffage de l'abonné alors que la température ambiante du logement est froide).
Par ailleurs, lorsque des équipements et/ou des abonnés sont « effacés » (i.e. régulés électriquement par l'électronique de gestion en fonction de la consigne d'effacement reçue), un phénomène de pic de consommation (aussi appelé « effet rebond ») survient généralement lorsque les équipements et/ou abonnés effacés sont réalimentés normalement au même instant. Ce phénomène est d'autant plus marqué quand un grand nombre d'équipements et/ou d'abonnés ont été effacés et qu'ils sont simultanément remis en pleine charge électrique. En effet, la reprise de charge des équipements/abonnés effacés tend à créer un nouvel effondrement brutal de la fréquence. En compensation, ce phénomène peut d'ailleurs nécessiter de nouvelles phases d'effacement des installations/équipements sur le réseau électrique. On comprendra donc qu'il existe un besoin de :
mieux maîtriser la participation d'équipements/d'abonnés à la régulation électrique inhérente à des consignes d'effacement ; et
de réduire, voire d'éviter, le pic de consommation suite à cette régulation.
Résumé de l'invention
La présente invention vient améliorer la situation.
L'invention propose un procédé et une installation électrique selon lesquels, lorsqu'une consigne de régulation électrique générale de l'installation est reçue (i.e. une consigne d'effacement de l'installation), les usages électriques de l'installation sont régulés en tenant compte de leurs participations capitalisées lors de régulations électriques prescrites par des consignes reçues antérieurement.
A cet effet, un premier aspect de l'invention concerne un procédé de contrôle d'une installation électrique comportant des départs électriques pour alimenter de manière régulée des équipements. En particulier, le procédé comprend les étapes de :
consultation d'un historique d'effacements réalisés sur les départs ; en fonction de l'historique consulté, détermination pour chacun des départs d'un niveau de participation à une régulation électrique générale de l'installation ;
association d'un rang de priorité d'effacement à chacun des niveaux de participation déterminés pour chacun des départs ; et
suite à la réception d'une consigne de régulation électrique générale de l'installation, effacement des départs par ordre de rang de priorité. On entend par :
« effacement » une régulation temporaire de l'alimentation électrique d'un ou plusieurs départs de sorte à ce que la consommation de l'installation soit limitée temporairement ; et
« consigne de régulation électrique générale de l'installation » une consigne d'effacement envoyée par un fournisseur d'énergie ou par un dispositif de gestion énergétique afin de limiter temporairement la consommation de l'installation selon une valeur prescrite.
Selon ce procédé, on comprendra que le niveau de participation déterminé permet d'établir un ordre de priorité d'effacement des départs. Cet ordre de priorité autorise un ordonnancement des effacements au sein de l'installation. L'ordonnancement sollicite de manière non aléatoire les départs, notamment de sorte à ne pas invariablement effacer les mêmes départs (et par voie de conséquence, les mêmes équipements et/ou abonnés).
La participation des départs établit à partir de leurs historiques d'effacements correspond à un effort d'effacement (i.e. participations capitalisées pour des régulations électriques de l'installation) afin de respecter des consignes précédemment reçues par l'installation. Les rangs de priorité d'effacement basés sur cette participation concourent directement à la maîtrise de la régulation des départs, de sorte notamment à converger vers une équité d'effort d'effacement des départs.
Le procédé améliore ainsi la régulation électrique de l'installation en offrant par exemple la possibilité d'effacer en priorité les départs ayant jusque là peu participés à des régulations électriques de l'installation.
Dans un mode de réalisation avantageux, les départs sont effacés par ordre de rang de priorité au moins jusqu'à atteindre une régulation électrique générale de l'installation correspondant à la consigne reçue.
Ainsi, le procédé permet de solliciter en priorité les départs ayant été les moins effacés (participations les plus faibles à un effort d'effacement), et ce seulement jusqu'à ce que la limitation en consommation demandée par la consigne reçue soit atteinte. On comprendra de fait que les départs ayant le plus participés sont moins régulièrement effacés, ce qui tend à rééquilibrer les participations des départs à chaque nouvelle consigne reçue.
Selon une réalisation avantageuse, le procédé peut en outre comprendre une étape de cessation d'effacement des départs effacés, les cessations d'effacement pour chacun des départs étant déclenchées à des instants répartis dans le temps.
La répartition dans le temps de la remise en charge normale des départs (i.e. fin de régulation selon la consigne d'effacement) permet de réenclencher les départs de manière échelonnée, évitant ainsi la reprise soudaine et simultanée des charges entraînant habituellement l'effet rebond susmentionné.
Avantageusement, la répartition dans le temps est fonction des rangs de priorité d'effacement associés aux niveaux de participation des départs.
De cette manière, la cessation d'effacement des départs (i.e. réalimentation normale des départs effacés) est également ordonnée selon le rang de priorité d'effacement. A titre d'exemple, les cessations peuvent être organisées suivant un ordre croissant des rangs de priorité. Ainsi, les départs prioritairement réalimentés sont les départs de rangs de priorité peu élevés (i.e. les départs ayant le plus participé à un effort d'effacement). Les cessations par rang de priorité peuvent par exemple être échelonnées dans le temps selon un intervalle At d'une dizaine de minutes.
Selon une réalisation possible, la répartition dans le temps est aléatoire.
Ainsi, les départs cessent d'être effacés sur la base d'une règle de tirage au sort aléatoire. Cette réalisation peut notamment être avantageuse lorsque que des départs ont un même rang de priorité. En effet, afin d'éviter que les départs de même rang de priorité soient réalimentés normalement en simultané (au risque d'un nouvel « effet rebond » à leur remise en charge), le tirage au sort aléatoire permet d'étaler aléatoirement dans le temps la cessation d'effacement de ces départs.
Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape de collecte de données d'au moins un capteur de courant associé à au moins un des départs, ce capteur mesurant une consommation électrique du départ associé. Le niveau de participation du départ associé est en outre déterminé en fonction des données collectées.
Dans cette réalisation, le niveau de participation obtenu prend en compte des paramètres de consommation permettant d'optimiser l'effacement des départs. En effet, le niveau de participation du départ peut dès lors être déterminé en corrélation de données de consommation mesurée, notamment pour que le niveau de participation du départ dépende aussi :
du potentiel d'effacement disponible (correspondant sensiblement au surplus d'alimentation électrique fourni au départ par rapport à sa consommation réelle mesurée) ; du cycle de fonctionnement des équipements branchés au départ ;
de l'efficacité énergétique nécessaire au bon fonctionnement des équipements branchés au départ ;
du pilotage autonome du départ ;
- du changement de comportement en consommation du départ (lorsque l'abonné part en vacances par exemple) ;
ou autre.
A titre d'exemple purement illustratif, une pompe à chaleur et un réfrigérateur sont branchés à des départs d'une installation. En admettant qu'ils aient un historique d'effacements analogue, si la pompe à chaleur est toutefois désactivée (mise en mode veille par l'abonné), le capteur de courant détecte une consommation inférieure à la consommation habituelle de la pompe en fonctionnement. Or, maintenir la pompe sous tension n'est plus utile. Aussi, afin d'être effacé prioritairement, le départ alimentant la pompe à chaleur peut alors se voir associer un niveau de participation inférieur au niveau de participation déterminé à partir de l'historique d'effacements. Quant au réfrigérateur, il peut conserver le niveau de participation relatif à son historique afin de ne pas être effacé en priorité.
Avantageusement, le niveau de participation d'au moins un des départs est en outre déterminé selon la fréquence du signal électrique fourni par un réseau électrique auquel est connectée l'installation.
Ainsi, le niveau de participation d'un départ peut être fonction de la qualité du signal électrique (relatif à sa fréquence) fourni à l'installation par un réseau électrique amont. Selon l'efficacité énergétique requise par un départ et les équipements qui y sont branchés, un niveau de participation est calculé au regard de la qualité du signal déterminée, et ce de sorte à effacer prioritairement les départs et équipements pour lesquels les conditions d'alimentation (fréquence du signal) ne sont pas optimales. On comprendra que cette réalisation bénéficie au bon fonctionnement des équipements connectés à l'installation.
En variante ou en complément, le procédé comprend une étape de collecte de données d'au moins un capteur domestique, mesurant un état d'environnement de l'installation, le niveau de participation du départ associé étant en outre déterminé en fonction des données collectées.
Le niveau de participation déterminé tient ainsi compte des conditions environnementales de l'installation. Les conditions environnementales mesurées par le capteur domestique peuvent être des données de température, d'humidité, de taux de C02 dans l'air, de luminosité, de mouvement ou autre. Par exemple, lorsqu'une température faible est atteinte dans le logement, la participation des départs de l'installation alimentant les convecteurs peut être déterminée selon un niveau élevé de sorte à ce que le rang de priorité d'effacement associé soit préférentiellement faible. Dans ce cas d'espèce, lors de la réception d'une consigne d'effacement, les convecteurs de l'installation ne seront alors pas effacés en priorité. Les convecteurs seront moins sollicités pour un effort d'effacement à venir et pourront plus rapidement ramener la température ambiante à une température de consigne. Cette réalisation bénéficie au confort de l'abonné.
A ce titre, on comprendra que la maîtrise de la participation des départs électriques en fonction des données collectées via les capteurs de courant et domestiques, limite les atteintes au confort de l'abonné inhérentes aux effacements.
En variante ou en complément, l'installation comprend au moins un échangeur de chaleur parmi les équipements, lequel échangeur communique des données de température atteinte par l'équipement. Dans ce mode de réalisation, le procédé détermine avantageusement le niveau de participation du départ qui alimente l'équipement en fonction des données de température communiquées par l'échangeur de chaleur.
Les données de température communiquées par l'échangeur de chaleur permettent de déterminer un potentiel d'effacement de cet équipement et d'estimer la possibilité de l'effacer en priorité ou non. Par exemple, la température interne d'un chauffe-eau est mesurée et communiquée par une sonde située à l'intérieur de cet équipement. Lorsque la température mesurée est élevée, la réserve d'eau disponible dans le chauffe-eau et son inertie thermique ne nécessite plus de chauffe prolongée. Aussi, le chauffe-eau peut être candidat à un effacement de son alimentation électrique. De fait, la participation du départ auquel est connecté le chauffe-eau peut alors être déterminée selon un niveau faible (typiquement d'un niveau inférieur au niveau de participation déterminé à partir de l'historique d'effacements). Ce bas niveau de participation peut être associé à un rang de priorité élevé en vue de prioritairement effacer le départ du chauffe-eau lors des prochains effacements.
Ce mode de réalisation avantageux permet de favoriser le bon fonctionnement des échangeurs de chaleur et le confort de l'abonné.
Le niveau de participation de Γ échangeur de chaleur peut être déterminé en fonction de sa température interne, sa contenance, sa capacité calorifique ou autre. L'équipement peut être par exemple un congélateur ou un réfrigérateur communiquant.
On comprendra que l'installation collecte ainsi des données qui lui permettent un apprentissage de :
la consommation,
des cycles de fonctionnement,
des conditions environnementales de l'installation,
- des évolutions de température interne (détermination de la capacité calorifique d'un appareil, i.e. inertie thermique interne de l'appareil), ou autre.
Le niveau de participation d'un départ est donc déterminé objectivement sur la base d'une des données susmentionnées, ou d'une corrélation de plusieurs de celles-ci. L'ordre de priorité se base sur un niveau de participation objectif de l'équipement/abonnés, permettant de déterminer un potentiel d'effacement des départs en fonction des contraintes de fonctionnement de l'équipement (consommation, cycles de fonctionnement, conditions environnementales, etc.).
Le niveau de participation d'un départ peut en outre être déterminé sur la base d'une température critique à ne pas dépasser pour l'appareil, et aussi d'une vitesse de dérive en température dans le temps de cet appareil (permettant notamment de déterminer l'inertie thermique d'un échangeur thermique pour prévoir dans le temps la charge électrique nécessaire à son fonctionnement).
Ainsi, l'ordre de priorité établi pour l'effacement des départs tend à équilibrer la participation des départs de l'installation à un effort d'effacement, et ce sans impacter notablement le confort de l'utilisateur ou le bon fonctionnement des équipements branchés comme dans les solutions existantes.
Un deuxième aspect de l'invention concerne une installation électrique comportant des départs électriques pour alimenter de manière régulée des équipements. Plus particulièrement, cette installation comporte au moins :
- une base de données adaptée pour stocker un historique d'effacements réalisés sur les départs ;
- un moyen de réception de consigne de régulation électrique générale de l'installation ;
- un moyen de traitement de données adapté pour :
o en fonction de l'historique, déterminer pour chacun des départs un niveau de participation à une régulation électrique générale de l'installation ;
o associer un rang de priorité d'effacement à chacun des niveaux de participation déterminés pour chacun des départs ; et o effacer les départs par ordre de rang de priorité.
Avantageusement, au moins un des départs comprend au moins un capteur de courant adapté pour mesurer un départ de courant et une différence de potentiel.
Selon un mode de réalisation avantageux, le moyen de traitement de données peut en outre être paramétré pour détecter une fréquence d'un signal électrique fourni par un réseau électrique auquel est connectée ladite installation.
De façon avantageuse, l'installation comprend en outre au moins un capteur domestique mesurant un état d'environnement de l'installation.
Dans une réalisation avantageuse, au moins un des équipements de l'installation est un échangeur de chaleur et comporte un moyen de communication des données de température atteinte par l'équipement.
Le moyen de communication entre l'équipement et le départ permet d'envoyer des données d'un capteur en température agencé par exemple dans l'équipement. Le niveau de participation de l'équipement peut être déterminé en fonction de son évolution en température. A titre d'exemple, si une température très faible doit être maintenue pour un congélateur, le niveau de participation de cet équipement sera déterminé comme élevé pour qu'il ne soit pas prioritairement effacé lors de la réception d'une prochaine consigne d'effacement.
Les capteurs de courant et/ou les capteurs domestiques (température, luminosité, C02, etc.) et/ou les données de température communiquées par l'équipement, permettent des analyses plus ou moins long-terme (jours/semaines/mois) à partir desquelles il est possible de déterminer plus précisément la capacité de participation à l'effacement d'un départ. Cette capacité peut notamment dépendre : du cycle de fonctionnement, de la qualité du réseau, d'une dérive de consommation, de la température interne, de la dérive calorifique interne, ou autre.
Selon une première réalisation possible, le départ électrique est une prise électrique. Les équipements peuvent alors être des appareils électriques branchés à la prise.
Selon une deuxième réalisation possible, le départ électrique est un tableau électrique. Les équipements peuvent alors être des appareils électriques reliés électriquement au tableau, tels que des prises et/ou multiprises électriques, ou des appareils électroménagers.
Selon une troisième réalisation possible, le départ électrique est un concentrateur électrique. Les équipements peuvent alors être des réseaux électriques de logements d'abonnés, des compteurs et/ou tableaux électriques d'abonnés reliés électriquement au concentrateur.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne en outre un programme informatique destiné à être stocké dans une mémoire d'une installation électrique. Ce programme informatique est caractérisé en ce qu'il comporte des instructions lisibles par un processeur de l'installation, le processeur mettant en œuvre le procédé de l'invention lorsque les instructions sont exécutées par le processeur.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des figures annexées sur lesquelles : la figure 1 illustre un premier exemple de réalisation de l'installation électrique selon l'invention ;
la figure 2 illustre un deuxième exemple de réalisation de l'installation électrique ;
- la figure 3 illustre un troisième exemple de réalisation de l'installation électrique ;
la figure 4 représente un exemple de réalisation de l'électronique de gestion de l'installation électrique ;
la figure 5 est un organigramme qui illustre un exemple de représentation des différentes étapes du procédé de contrôle de l'installation électrique ; et la figure 6 est une représentation graphique d'une courbe de charge d'une installation électrique traditionnelle dans le temps, et d'une courbe de charge d'une installation électrique selon l'invention. Pour des raisons de clarté, les dimensions des différents éléments représentés sur ces figures ne sont pas nécessairement en proportion avec leurs dimensions réelles. Sur les figures, des références identiques correspondent à des éléments identiques pour les différents modes de réalisation exposés. Description détaillée
Dans la présente invention, une installation électrique est une infrastructure destinée à alimenter en électricité, et de manière régulée, des équipements qui sont électriquement reliés à des départs électriques de l'installation. On se réfère à la figure 1 sur laquelle on a illustré un premier exemple de réalisation de l'installation électrique INS. L'installation INS comporte notamment un concentrateur C qui :
- reçoit une alimentation électrique générée par des moyens de production d'un fournisseur F (une centrale électrique ou un transformateur par exemple) ; et
- alimente des départs électriques Dl, D2, D3 vers des réseaux électriques RE1,
RE2, RE3. Les réseaux RE1, RE2, RE3 représentent par exemple des infrastructures électriques de logements d'abonnés. Chaque réseau électrique peut comprendre au moins un équipement relié à un départ. L'équipement en question peut notamment constituer un point d'entrée dans les réseaux électriques RE1, RE2, RE3. Un tel équipement peut par exemple être un compteur électrique (non représenté sur la figure 1) ou un tableau électrique Tl, T2, T3.
Afin de réguler la consommation électrique des abonnés (notamment en période de consommation élevée ou de production électrique inférieure à la demande), le fournisseur F peut émettre des consignes de régulation électrique générale de l'installation INS. De telles consignes peuvent notamment consister à ordonner une limitation temporaire de la consommation générale de l'installation INS sous un seuil déterminé. Pour ce faire, une régulation de l'alimentation électrique des départs Dl, D2, D3 permet de limiter la consommation des équipements des réseaux RE1, RE2, RE3 et ainsi de réduire la consommation générale de l'installation INS sous le seuil de la consigne. Chacune des régulations électriques procédées sur chacun des départs est aussi nommée « effacement », et peut notamment consister en :
une coupure momentanée de l'alimentation électrique au niveau du départ pour stopper la consommation électrique de l'équipement raccordé (par exemple dans le cas d'une commande par relais), ou
- une modification momentanée de la consigne de l'équipement raccordé (par exemple dans le cas d'une commande par fil pilote).
Afin d'améliorer la maîtrise de l'effacement des équipements des abonnés (les tableaux Tl, T2, T3 par exemple), l'installation INS peut comporter une électronique de gestion EG installée dans le concentrateur C. L'électronique de gestion EG peut comprendre :
- une base de données pour le stockage d'un historique d'effacements réalisés sur les départs ;
- un moyen de réception de consigne de régulation électrique générale de l'installation INS ;
- un moyen de traitement de données adapté pour : o en fonction de l'historique, déterminer pour chacun des départs un niveau de participation à une régulation électrique générale de l'installation ;
o associer un rang de priorité d'effacement à chacun des niveaux de participation déterminés pour chacun des départs ; et o effacer les départs par ordre de rang de priorité.
Le moyen de traitement de l'installation INS permet de calculer et d'associer un ordre de priorité d'effacement aux départs Dl, D2, D3. De fait, lorsque qu'une consigne de régulation électrique générale de l'installation INS est reçue, les départs effacés prioritairement sont ceux qui par exemple ont le moins participé à des efforts de régulation électrique inhérents à des consignes reçues précédemment.
Par ailleurs, les départs électriques Dl , D2, D3 peuvent comprendre des capteurs de courant CCI, CC2, CC3 adaptés pour mesurer un départ de courant et une différence de potentiel. Sur la base des données mesurées par les capteurs de courant, le moyen de traitement peut déterminer une consommation électrique des départs. La base de données peut être adaptée à stocker les données mesurées par les capteurs CC1, CC2, CC3.
Le moyen de traitement des données peut en outre être adapté pour mesurer la fréquence du signal électrique fourni par un réseau électrique amont, par exemple entre l'installation INS et les moyens de production du fournisseur F. Le moyen de traitement peut de la sorte déterminer la qualité de l'alimentation électrique fournie en amont par le fournisseur F et déterminer le niveau de participation des départs en fonction.
Dans une réalisation possible, l'installation peut comporter au moins un capteur domestique CD qui récupère des données de mesures d'un état d'environnement de l'installation. Un capteur domestique CD peut par exemple être installé dans le logement de l'abonné et placé à sa discrétion. Il peut inclure des capteurs d'humidité, de fumée, de qualité de l'air, de luminosité, de mouvement ou autre. Le moyen de traitement de données de l'installation INS peut collecter et archiver dans la base de données les données mesurées par les capteurs domestiques CD. Le niveau de participation de chacun des départs peut ainsi être calculé en fonction de paramètres environnementaux des départs (température ambiante, luminosité, présence de l'abonné dans son logement, etc.). A titre d'exemple purement illustratif, le capteur domestique CD est un capteur de présence. Lorsqu'une présence de l'abonné n'a pas été détectée pendant plusieurs jours, le moyen de traitement de données peut être paramétré pour abaisser le niveau de participation du système de chauffage de sorte à ce que ce système soit effacé en priorité au cours des absences prolongées de l'abonné.
On se réfère maintenant à la figure 2 sur laquelle on a illustré un deuxième exemple de réalisation de l'installation INS. Dans ce mode de réalisation, l'installation électrique INS est un réseau électrique de logement d'abonné. Il comprend un tableau électrique Tl qui est alimenté par le concentrateur C. En intermédiaire, un compteur (non représenté sur la figure 2) peut être agencé entre le tableau Tl et le concentrateur C.
Le tableau électrique Tl peut alimenter, via les départs électriques Dl, D2, D3, D4, différents équipements tels que :
- une prise électrique P ;
- une multiprise électrique MP ;
- un dispositif d'eau chaude sanitaire ECS ;
- une pompe à chaleur PAC ;
ou autre.
La prise P et la multiprise MP permettent quant à elles d'alimenter électriquement d'autres équipements tels qu'un réfrigérateur R, un téléviseur TV, un système d'air-conditionné AC ou autre.
Les départs Dl, D2, D3, D4 peuvent aussi comprendre des capteurs de courant CCI, CC2, CC3, CC4 pour mesurer une consommation électrique sur chacun des départs.
Dans cet exemple de réalisation, la base de données, le moyen de réception et le moyen de traitement de données sont agencés au sein d'un même module d'électronique de gestion EG installé dans le tableau Tl . Toutefois, d'autres variantes peuvent être envisagées, notamment avec une répartition de ces éléments au sein de l'installation. Grâce aux capteurs de courant CCI, CC2, CC3, CC4, le moyen de traitement de l'installation INS peut collecter des informations sur les cycles de consommation sur les départs d'équipements tels que le réfrigérateur R, le dispositif d'eau chaude sanitaire ECS et/ou la pompe à chaleur PAC. Le moyen de traitement peut alors déterminer un niveau de participation en fonction du cycle de fonctionnement de l'équipement en question. A titre d'exemple purement illustratif, le moyen de traitement peut être paramétré de sorte à augmenter le niveau de participation du réfrigérateur R lorsque celui-ci vient d'entrer dans un cycle de compression. Ainsi, le rang de priorité d'effacement du réfrigérateur associé pourra être faible de sorte à ce que le cycle de compression ne soit pas exposé à une coupure inhérente à une consigne (ce qui risquerait d'endommager son moteur).
L'installation INS peut aussi comporter au moins un capteur domestique CD disposé dans le logement de l'abonné, et qui récupère des données de mesures d'un état d'environnement telles que la température ambiante, la luminosité, la présence de l'abonné dans son logement ou autre.
On se réfère maintenant à la figure 3 sur laquelle on a illustré un troisième exemple de réalisation de l'installation électrique, et ce sous la forme d'une première installation INSl et d'une seconde installation INS2 installées en aval d'un compteur électrique et/ou d'un tableau électrique T 1.
Les installations INSl et INS2 comprennent des départs électriques tels que la prise P et la multiprise MP. Ces prises sont prévues pour alimenter électriquement des équipements qui y sont branchés comme par exemple le téléviseur TV, le climatiseur AC et le réfrigérateur R.
A cet effet, la multiprise MP de la première installation INS 1 peut comporter au moins deux départs électriques Dl, D2. La prise P de la deuxième installation INS2 peut quant à elle comporter un autre départ électrique D3.
Ces départs des installations INSl et INS2 peuvent aussi comprendre des capteurs de courant CCI, CC2, CC3 pour mesurer une consommation électrique sur chacun des départs. Dans cet exemple de réalisation, la base de données, le moyen de réception et le moyen de traitement de données sont agencés au sein d'un même module d'électronique de gestion EG installé :
dans la multiprise MP de la première installation INS 1 , et
- dans la prise P de la deuxième installation INS2.
Grâce aux capteurs de courant CCI, CC2, CC3, les moyens de traitement des installations INS1 et INS2 sont en mesure de collecter des informations sur les cycles de consommation des équipements branchés aux prises et ou multiprises, et de déterminer un niveau de participation des équipements à partir des données collectées.
Chacune des installations INS1 et INS2 peut aussi comporter au moins un capteur domestique CD disposé dans l'environnement proche de l'installation (par exemple à proximité des prises et multiprises) afin de récupérer des données de mesures d'un état d'environnement (température ambiante, la luminosité, la présence de l'abonné dans son logement ou autre).
En outre, dans la deuxième installation INS2, l'équipement branché au départ D3 est un réfrigérateur R qui comporte un moyen de communication (non représenté sur les figures) de données de température atteinte par cet équipement. En l'occurrence, les données de température peuvent être des données issues d'une sonde en température installée à l'intérieur du réfrigérateur R, laquelle sonde est apte à détecter la température interne de celui-ci.
Le moyen de traitement de l'installation INS2 peut en outre collecter les données communiquées. Ces données peuvent être communiquées par l'intermédiaire d'une liaison radio (par exemple en WiFi, Bluetooth ou Zig-Bee) ou fïlaire (typiquement une liaison CPL via la liaison électrique de l'équipement au départ de l'installation).
Sur la base des données communiquées, le moyen de traitement peut déterminer le niveau de participation et calculer le rang de priorité d'effacement du départ électrique du réfrigérateur R en fonction de sa température interne. A titre illustratif, cette réalisation permet par exemple de prendre en compte la température interne courante du réfrigérateur pour déterminer la durée possible d'un effacement applicable à cet équipement sans que la température interne ne dépasse un seuil au-dessus duquel les denrées qui y sont conservées se détériorent. Dans une réalisation possible des départs électriques Dl , D2, D3, on peut prévoir de placer deux capteurs de courant pour mesurer d'une part un départ et d'autre part un retour de courant. Les capteurs de courant sont alors adaptés à mesurer un départ de courant et une différence de potentiel au niveau de la prise. Tout défaut électrique intervenant dans l'équipement branché à la prise P ou la multiprise MP peut ainsi être détecté au moyen des capteurs de courant, comme un défaut de court-circuit ou une surintensité, ou un défaut de fuite de courant sur l'équipement branché à la prise ou un défaut de non fonctionnement de l'équipement.
Les trois exemples de réalisation susmentionnés sont purement illustratifs et non limitatifs. On comprendra que l'installation électrique peut aussi concerner d'autres réalisations dans lesquelles on retrouve des départs électriques destinés à alimenter de manière régulée des équipements connectés directement ou indirectement à ces départs.
Sur la figure 4, on a représenté un exemple de réalisation dans lequel des moyens pour mettre en œuvre le procédé de contrôle selon l'invention sont assemblés en un même module d'électronique de gestion EG, comprenant notamment :
- un moyen de traitement de données PROC (typiquement un processeur) ; une interface de communication INT ;
- un récepteur de consigne de régulation électrique RC ;
- une base de données BD.
Le moyen de traitement PROC collecte des données de capteurs tels que :
les capteurs de courant CC ;
les capteurs de température CT ; et
les capteurs domestiques CD.
Ces données collectées sont archivées dans la base de données BD de l'installation. Une telle base de données peut être matérialisée par une carte « micro SD » (microcarte Digitale Sécurisée) insérée dans le module EG. Le module EG constitue ainsi une « boîte noire » des usages électriques des équipements branchés sur les départs de l'installation, stockant dans la base de données BD : - un historique des effacements réalisés sur les départs de l'installation ;
- un historique du fonctionnement des équipements raccordés aux départs ;
- un historique des données collectées auprès des capteurs CC, CD et CT. Les données collectées sont intégrées dans l'historique des usages électriques de l'abonné et peuvent ensuite servir au besoin à déterminer un niveau de participation possible et à reconstituer des événements intervenus dans le logement.
Les capteurs de courant CC recueillent des informations relatives à la consommation de l'appareil ou groupe d'appareils raccordé électriquement aux départs de l'installation et le moyen de traitement de données PROC collecte et archive ces données.
Les capteurs de température CT recueillent quant à eux des informations de température de fonctionnement de l'équipement (température intérieure d'un réfrigérateur ou température de chauffe d'un convecteur par exemples), notamment quand l'équipement est un échangeur de chaleur EC. L'échangeur EC communique au module d'électronique de gestion EG les données de température mesurées par le capteur CT en vue de déterminer le niveau de participation du départ associé à l'échangeur.
Les capteurs domestiques CD recueillent quant à eux des données relatives aux conditions environnementales de l'installation telles que des données de température, d'humidité, de taux de C02 dans l'air, de luminosité, de présence ou autre.
Pour recueillir ces données, l'installation peut par exemple utiliser l'interface de communication INT. A cet effet, l'interface INT peut comprendre au moins :
une connexion WiFi,
une connexion Infra-Rouge ;
- une connexion Bluetooth ;
- une connexion Zig-Bee ;
une connexion CPL (Courant Porteur de Ligne).
L'effacement des départs peut être décidé :
automatiquement par le moyen de traitement PROC en fonction des données collectées et de l'historique d'effacements ;
- par le fournisseur d'énergie via une commande CPL dédiée ; par le consommateur lui-même qui envoi, via l'interface de communication INT, son accord ou un ordre au moyen de traitement PROC pour une commande d'effacement.
D'ailleurs, pour recevoir les consignes de régulation électrique générale de l'installation, l'installation peut utiliser le récepteur de consigne RC. Ce récepteur RC est adapté pour recevoir des consignes envoyées à l'installation via le réseau électrique du fournisseur d'énergie, par exemple selon le protocole de communication Courant Porteur de Ligne G3 - CPL G3.
Dans un exemple de réalisation, l'électronique de gestion reçoit :
les données de consommation relatives aux cycles de fonctionnement d'un congélateur branché à un départ de l'installation ;
les données de température interne du congélateur.
Sur la base des données reçues, il est possible de déterminer pour le congélateur un niveau de participation à un effort d'effacement, et ce en fonction de la capacité calorifique du congélateur. En effet, les données reçues permettent de déterminer l'évolution de la capacité calorifique (notamment selon l'évolution de la température interne du congélateur en fonction de ses cycles de fonctionnement relevés sur le départ associé) et de définir les instants auxquels un effacement du congélateur peut être lancé sans risquer de dépasser une température de fonctionnement critique de l'équipement (par exemple une température trop élevée pour la conservation des denrées congelées). Le niveau de participation peut être déterminé à partir d'une température limite à ne pas dépasser ou d'une vitesse limite de dérive de la température interne.
En outre, le niveau de participation peut être déterminé en fonction de données envoyées par le ou les capteurs domestiques CD. A titre d'exemple, le niveau de participation du départ associé au congélateur précité peut être déterminé en fonction de la température extérieure à l'équipement afin de prendre en compte l'impact potentiel d'une forte chaleur sur la capacité calorifique et la consommation de cet équipement. Selon un mode de réalisation, le moyen de traitement PROC peut en outre être paramétré pour détecter des anomalies de fonctionnement à partir des données collectées, notamment :
- un défaut de fuite de courant ;
défaut de court circuit ou surintensité ;
le non fonctionnement de l'équipement raccordé à un départ ;
défaut qualité de l'air, de température, d'humidité, de fuite d'eau ; déclenchement d'une alarme d'intrusion.
Le moyen de traitement PROC peut alors émettre une alerte à l'attention de l'abonné, via l'interface INT de communication par exemple.
L'abonné peut aussi requérir, au moyen d'un dispositif communicant muni d'un logiciel adapté (Smartphone, tablette numérique ou ordinateur par exemples), de consulter les données archivées dans la base de données BD. L'interface de communication INT permet de lire les données collectées dans la base de données BD, de les traiter, de les mettre en forme afin de permettre la mise en place de services à valeurs ajoutées personnalisés comme :
une assistance de l'abonné dans l'optimisation de sa consommation; et/ou l'identification des défaillances en cas de sinistre ;
suivi de la régulation électrique réalisée au sein de l'installation en réponse à des consignes émises par le fournisseur d'énergie.
Ces informations consultables par l'abonné permettent en outre de se sensibiliser, de gérer et d'optimiser la consommation énergie de son logement et d'avoir accès à un bilan détaillé de la consommation électrique de l'installation et ses équipements.
Par ailleurs, l'interface de communication INT peut être prévue pour permettre un transfert des données archivées dans la base de données BD vers un système extérieur. Par exemple, les données collectées et archivées dans la base de données BD peuvent être dupliquées automatiquement vers un tableau électrique du logement ou vers un coffre fort électronique sécurisé avec une fréquence déterminée selon un paramétrage de l'abonné.
L'interface INT permet également à un consommateur de paramétrer l'installation INS, en instaurant par exemple un ordre de priorité à privilégier pour certains équipements branchés aux départs de son installation. Le paramétrage de chaque départ peut comprendre par exemple les renseignements suivants :
le type d'équipement raccordé (congélateur, chauffage électrique, climatisation, téléviseur, etc.) ;
le type de pilotage qui lui est associé (ON/OFF, consigne, etc.) ;
le calibre amont d'un disjoncteur (10A, 16A, etc.) auquel il est associé ;
le type de contrat électrique souscrit par l'abonné (Base, HC/HP, etc.) ; et/ou le rang de priorité souhaité pour l'équipement (basse, haute, automatique). La base de données BD est en outre adaptée pour stocker un programme informatique qui comporte des instructions lisibles par le moyen de traitement PROC (typiquement un processeur) afin de mettre en œuvre le procédé de contrôle de l'installation électrique lorsque les instructions sont exécutées par le moyen de traitement de données.
L'effacement d'un départ de l'installation peut être commandé par le moyen de traitement PROC par l'intermédiaire d'une commande de régulation de consommation du départ. Cette commande peut être de plusieurs natures et peut notamment consister en :
une commande de fonctionnement d'équipement (commande de régulation d'une température de chauffage d'un convecteur par exemple), une régulation d'alimentation électrique du départ (limitation ou coupure de la puissance électrique fourni au départ).
Lorsque la commande est une commande de fonctionnement de l'équipement, une interface de communication adaptée (l'interface INT par exemple) est prévue pour communiquer la commande à l'équipement. Cette interface peut comprendre :
- un fil pilote (dans le cas d'un chauffage par exemple) ;
- une liaison infrarouge (dans le cas d'un climatiseur par exemple),
- un pilotage par relais (dans le cas d'un réfrigérateur par exemple), ou
- une liaison radio (Wifï, Bluetooth) ;
ou autre. On peut en outre prévoir une source de puissance autonome (non représentée sur les figures) dans l'installation INS afin que, dans le cas d'une coupure électrique générale :
le moyen de traitement PROC possède une autonomie suffisante pour sauvegarder les données dans la base de données BD et envoyer une alerte à l'abonné ou à un tiers via l'interface INT ; et
maintenir la détection d'anomalies.
Par exemple, l'installation peut comprendre une batterie rechargeable assurant un fonctionnement dégradé en absence d'alimentation externe.
Selon un mode de réalisation, l'installation comprend en outre un moyen de mesure de la fréquence du signal électrique fourni par le réseau. Le moyen de traitement PROC peut être paramétré pour détecter des variations dans la fréquence du signal électrique reçu, notamment en collectant des données issues du moyen de mesure de la fréquence. Typiquement, en France, les fournisseurs d'électricité fournissent un signal électrique en courant alternatif à 50 Hz sur 220V. Toutefois, une telle situation peut varier, notamment sur de petits réseaux non interconnectés, comme ceux des territoires d'outre-mer par exemple, où les variations de demandes peuvent impacter la fréquence du signal électrique. En particulier, le moyen de traitement PROC peut être paramétré pour détecter une baisse de la fréquence du signal électrique et commander alors un effacement du courant fourni à des départs de l'installation. De cette manière, les équipements branchés aux départs sont préservés d'une mauvaise qualité de signal électrique (et par conséquent des dysfonctionnements inhérents à une telle baisse de fréquence).
Les données relatives à la mesure de la fréquence du signal électrique fourni par le réseau peuvent en outre être archivées dans la base de données BD de l'installation au même titre que les données collectées par les capteurs de courant CC. Le consommateur peut ainsi savoir quand et combien de temps son équipement a subi un effacement, connaître l'évolution de ses consommations et de la qualité du réseau.
Le moyen de traitement PROC peut déterminer le niveau de participation des départs également en fonction des données de consommation mesurées par les capteurs de courant CC et de l'historique des consommations stocké dans la base de données BD. La participation déterminée peut être fonction des cycles de fonctionnement des équipements de l'installation et ainsi, un départ peut être effacé sans nuire au bon fonctionnement de l'équipement qui y est branché. On se réfère maintenant à la figure 5 sur laquelle on a représenté un exemple de représentation des étapes du procédé de contrôle de l'installation électrique.
Dans une étape 1 , le moyen de traitement PROC consulte, auprès de la base de données BD de l'installation, l'historique des effacements HIS EFF réalisés sur un nombre entier x de départs Dx électriques de l'installation.
Dans une étape 2, le moyen de traitement PROC détermine pour chacun des x départs Dx, en fonction de l'historique HIS EFF consulté auprès de la base de données BD, un niveau de participation NP Dx à une régulation électrique générale de l'installation INS. Le niveau de participation NP Dx d'un départ est relatif notamment aux régulations électriques mises en œuvre sur le départ en réponse à des consignes de régulation précédemment reçues par l'installation.
A l'étape 2, des étapes complémentaires peuvent être prévues selon lesquelles le moyen de traitement PROC peut en outre corréler des données collectées, et/ou archivées dans la base de données BD, issues des capteurs de courant CC (données de consommation), des capteurs domestiques CD (température ambiante, luminosité, mouvement, ou autre), et des capteurs de température CT (d'un échangeur de chaleur communicant), de moyen de mesure de la fréquence d'un signal électrique, pour déterminer le niveau de participation NP Dx des départs Dx.
Le niveau de participation NP Dx déterminé pour un départ Dx selon la corrélation susmentionnée, permet d'établir un ordre de priorité dépendant d'un niveau de participation objectif des départs, fonction notamment de leurs contraintes de fonctionnement et environnementales.
Dans une étape 3, le moyen de traitement PROC associe un rang de priorité RP NP d'effacement à chacun des niveaux de participation NP Dx déterminés pour chacun des départs Dx. Cette association peut être issue d'une fonction d'association FA qui attribut un rang de priorité RP NP aux niveaux NP Dx selon des critères de choix déterminés. Ces critères de choix définissent un rang de priorité RP NP selon la valeur du niveau NP Dx. A titre d'exemple, un rang de priorité RP NP de valeur élevée est attribué aux niveaux NP Dx faibles, et un rang de priorité RP NP de valeur faible est attribué aux niveaux NP Dx élevés. Ainsi, les départs Dx ayant peu participé à des efforts d'effacement de l'installation seront sollicités prioritairement lors des prochains effacements de départs.
Dans une étape 4, l'installation reçoit une consigne de régulation électrique générale C REG de l'installation électrique, par exemple via le récepteur de consigne RC de l'installation INS. Cette consigne C REG peut être envoyée par le fournisseur d'énergie électrique en vue de limiter temporairement la consommation électrique générale de l'installation. Cette consigne C REG une fois reçue par le récepteur RC est envoyée au moyen de traitement PROC de l'installation INS.
Dans une étape 5, le moyen de traitement PROC efface les départs sur réception de la consigne (étape 4), et ce selon une fonction d'effacement EFF Dx qui efface les départs Dx par ordre des rangs de priorité RP NP qui ont été associés aux niveaux de participation NP Dx des départs Dx (étape 3). La fonction d'effacement EFF Dx peut notamment être définie pour effacer les départs selon un ordre croissant ou décroissant des rangs de priorité RP NP.
Cet ordre de priorité dans les effacements des départs Dx autorise un ordonnancement des effacements au sein de l'installation. Les départs sont effacés de manière ordonnée, et non de manière aléatoire comme dans les solutions existantes. Les rangs de priorité d'effacement basés sur cette participation concourent directement à la maîtrise de la régulation des départs, de sorte notamment à converger vers une équité d'effort d'effacement entre les départs.
Les solutions existantes, limitées en points de mesure de consommation d'usages, ne permettent pas de traiter le confort des occupants d'un logement tout en égalisant la participation des équipements d'une installation à un effort d'effacement.
Les départs peuvent avantageusement être effacés par ordre de rang de priorité à l'étape 4 jusqu'à atteindre une régulation électrique générale de l'installation correspondant à la consigne reçue. Typiquement, si la consigne reçue à l'étape 4 ordonne de limiter la consommation générale de l'installation à hauteur de 80% de la charge maximale souscrite dans le contrat d'énergie de l'abonné, le moyen de traitement PROC peut effacer les départs Dx par ordre croissant de priorité jusqu'à ce que la consommation de l'installation soit inférieure à 80%.
Ainsi, les départs sollicités en priorité peuvent être ceux qui ont par exemple été le moins effacés (participations les plus faibles à un effort d'effacement), et ce seulement jusqu'à ce que la limitation en consommation demandée soit atteinte. On comprendra de fait que les départs ayant le plus participé sont moins régulièrement effacés, ce qui tend à rééquilibrer les participations des départs à chaque nouvelle consigne reçue.
Dans une étape 6, le moyen de traitement PROC cesse les effacements des départs effacés à des instants répartis dans le temps, par exemple via une fonction de cessation F EFF Dx. A cette étape 6, la répartition dans le temps peut être fonction des rangs de priorité RP NP associés aux niveaux de participation NP Dx déterminés pour les départs Dx. La cessation d'effacement des départs peut être ordonnée par la fonction F EFF Dx selon un ordre croissant ou décroissant des rangs de priorité d'effacement. En outre, les cessations par rang de priorité peuvent être échelonnées dans le temps selon un intervalle At. Cet intervalle At défini l'intervalle de répartition dans le temps des instants de déclenchement des cessations d'effacement des départs.
On se réfère maintenant à la figure 6 sur laquelle on a représenté l'impact de la reprise de charge d'équipements ou abonnés effacés, en comparaison avec la cessation progressive proposée par le procédé de contrôle de l'installation (comme à l'étape 6 précitée).
Une courbe Cl représente typiquement la courbe de charge des solutions existantes en matière de régulation d'installations électriques. La courbe Cl varie en puissance selon l'axe verticale W, et évolue au cours du temps selon l'axe horizontal t. Lorsqu'une consigne de régulation électrique générale C REG est reçue par l'installation INS, l'installation peut être régulée de sorte à consommer en deçà d'une charge seuil CS au cours d'une période P déterminée (débutant par exemple à un instant tl et se terminant à un instant t2). On observe qu'à la fin de la période P de régulation ordonnée par la consigne, un pic de consommation survient sur la courbe Cl . Ce pic de consommation est un « effet rebond » couramment provoqué par la remise en marche soudaine des départs effacés.
Une courbe C2 représente la courbe de charge selon le procédé de contrôle de l'installation de l'invention. La courbe C2 varie aussi en puissance selon l'axe verticale W, et évolue au cours du temps selon l'axe horizontal t. A la fin de la période P de régulation électrique générale, les départs effacés sont réalimentés normalement (cessation d'effacement) de manière échelonnée dans le temps. En effet, les départs sont remis à la charge à des instants répartis dans le temps selon un intervalle de temps At. On observe alors que la reprise de charge est plus progressive et que le pic de surconsommation n'est pas aussi marqué que sur la courbe Cl .
Le phénomène d'effet rebond est réduit, voire supprimé, le pic de consommation étant lissé grâce à la répartition dans le temps de la cessation d'effacement des départs. La reprise de charge des équipements/abonnés effacés est dorénavant bien moins susceptible de créer un nouvel effondrement brutal de la fréquence grâce à la remise à la charge progressive des départs.
La répartition dans le temps est avantageusement fonction des rangs de priorité d'effacement associés aux niveaux de participation des départs. De cette manière, la cessation d'effacement des départs est ordonnée selon un ordre de priorité. Toutefois, en variante ou en complément, la répartition dans le temps peut être aléatoire. Cette réalisation peut être utilisée à l'égard de départs ayant un même rang de priorité, afin d'échelonner aléatoirement dans le temps la cessation d'effacement de ces départs.
Il convient de noter que le procédé de contrôle et l'installation électrique proposés permettent ainsi :
- une égalisation de la participation des équipements à un effort d'effacement ;
un bon fonctionnement des équipements branchés (ordonnancement des effacements des départs en fonction des conditions de qualité du signal électrique, de fonctionnement des équipements et de leur environnement) ; et
une préservation du confort de l'abonné. L'invention a été décrite en référence à des modes de réalisations particuliers qui ne sont pas limitatifs. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite à titre d'exemple et elle s'étend à d'autres variantes. Notamment, le nombre et la nature des capteurs peuvent varier selon les applications, ainsi que les modes de transmission et de consultation des données collectées.
Par ailleurs, la base de données, le moyen de réception de consigne et le moyen de traitement de données peuvent être répartis au sein de l'installation (et non réunis au sein d'un même module d'électronique de gestion comme dans les exemples précités) et munis de moyens de communication leur permettant d'échanger les données nécessaires à la mise en œuvre du procédé de contrôle de l'installation électrique.

Claims

Revendications
Procédé de contrôle d'une installation électrique (INS) comportant des départs électriques (Dx) pour alimenter de manière régulée des équipements, le procédé comprenant les étapes de :
Consultation (1) d'un historique d'effacements (HIS EFF) réalisés sur lesdits départs ;
en fonction de l'historique consulté, détermination (2) pour chacun des départs d'un niveau de participation (NP Dx) à une régulation électrique générale de ladite installation ;
association (3) d'un rang de priorité d'effacement (RP NP) à chacun des niveaux de participation déterminés pour chacun desdits départs ; et suite à la réception (4) d'une consigne de régulation électrique générale de ladite installation (C REG), effacement (5) desdits départs par ordre de rang de priorité.
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel les départs sont effacés par ordre de rang de priorité au moins jusqu'à atteindre une régulation électrique générale de ladite installation correspondant à ladite consigne.
Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre une étape de cessation d'effacement (6) desdits départs effacés, les cessations d'effacement pour chacun desdits départs étant déclenchées à des instants répartis dans le temps.
Procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite répartition dans le temps est fonction des rangs de priorité d'effacement associés aux niveaux de participation desdits départs.
Procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite répartition dans le temps est aléatoire. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de collecte de données d'au moins un capteur de courant (CC) associé à au moins un desdits départs, mesurant une consommation électrique du départ associé, ledit niveau de participation du départ associé étant en outre déterminé en fonction des données collectées.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit niveau de participation d'au moins un des départs est en outre déterminé selon la fréquence d'un signal électrique fourni par un réseau électrique auquel est connectée ladite installation.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de collecte de données d'au moins un capteur domestique (CD), mesurant un état d'environnement de l'installation, ledit niveau de participation du départ associé étant en outre déterminé en fonction des données collectées.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un desdits équipements est un échangeur de chaleur (EC) et communique des données de température atteinte par l'équipement, ledit niveau de participation du départ qui alimente l'équipement étant en outre déterminé en fonction desdites données de température.
Installation électrique (INS) comportant des départs électriques pour alimenter de manière régulée des équipements, ladite installation comportant au moins :
- une base de données (BD) adaptée pour stocker un historique d'effacements (HIS EFF) réalisés sur lesdits départs ;
- un moyen de réception (RC) de consigne de régulation électrique générale de ladite installation (C REG) ;
- un moyen de traitement de données (PROC) adapté pour : en fonction dudit historique, déterminer pour chacun des départs un niveau de participation (NP Dx) à une régulation électrique générale de ladite installation ;
associer un rang de priorité d'effacement (RP NP) à chacun des niveaux de participation déterminés pour chacun desdits départs ; et effacer lesdits départs par ordre de rang de priorité.
Installation électrique selon la revendication 10, dans laquelle au moins un desdits départs comprend au moins un capteur de courant (CC) adapté pour mesurer un départ de courant et une différence de potentiel.
Installation électrique selon l'une des revendications 10 ou 11, dans laquelle le moyen de traitement de données (PROC) est paramétré pour détecter une fréquence d'un signal électrique fourni par un réseau électrique auquel est connectée ladite installation.
13. Installation électrique selon l'une des revendications 10 à 12, comprenant en outre au moins un capteur domestique (CD) mesurant un état d'environnement de l'installation.
14. Installation électrique selon l'une des revendications 10 à 13, dans laquelle au moins un desdits équipements est un échangeur de chaleur (EC) et comporte un moyen de communication des données de température atteinte par l'équipement. 15. Installation électrique selon l'une des revendications 10 à 14, dans laquelle ledit départ est une prise électrique (P, MP).
16. Installation électrique selon l'une des revendications 10 à 14, dans laquelle ledit départ est un tableau électrique (Tl, T2).
17. Installation électrique selon l'une des revendications 10 à 14, dans laquelle ledit départ est un concentrateur électrique (C).
18. Programme informatique destiné à être stocké dans une mémoire d'une installation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions lisibles par un processeur de ladite installation, ledit processeur mettant en œuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 9 lorsque lesdites instructions sont exécutées par ledit processeur.
PCT/FR2014/052155 2013-09-03 2014-09-01 Procédé de contrôle de la régulation électrique d'une installation électrique en fonction de consignes d'effacement WO2015033047A1 (fr)

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US14/916,264 US10186864B2 (en) 2013-09-03 2014-09-01 Method of controlling the electrical regulation of an electrical installation as a function of curtailment settings

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