Brevet FR2254900A1 — publié le 19750711

L'invention concerne un appareil servant à coordonner et à limiter le besoin total d'énergie électrique de plusieurs consommateurs d'énergie fonctionnant indépendamment les uns des autres, en particulier à limiter la variation du besoin total par unité de temps et/ou sa valeur maximale. Dans les grands consommateurs électriques, en particulier les grandes installations de chauffage à commande continue par paquets d'impulsions telles que les chauffages de ponts, de chaussées ou-de pistes, qui sont formés de plusieurs groupes de chauffage et autres consommateurs d'énergie, indépendants les uns des autres, posent les trois problèmes suivants 1) Pour des raisons économiques et des raisons qui tiennent à la politique de l'énergie, il faut maintenir aussi faible que possible la puissance installée totale de l'installation. Etànt donné la diversité des conditions locales entre les différents groupes de chauffage et de la nature des consommateurs d-'énergie (chauffage, aération, éclairage etc.), la pratique montre que tous les consommateurs n'ont pas besoin de la puissance installée maximale au même moment. 2) La variation par unité de temps de la charge imposée à la source de courant ou au réseau d'alimentation par l'ensemble de l'installation, c'est-à-dire par tous les consommateurs raccordés, ne doit pas dépasser une valeur dictée par les propriétés de la source de courant ou une valeur prescrite par le fournisseur d'énergie, car autrement Il peut se produire des difficultés dans le régulateur de la source de courant cru du réseau. 3) Dans le cas de plusieurs groupes régulateurs de chauffage et autres consommateurs d'énergie, indépendants les uns des autres au sein d'une installation d'ensemble, il se produit de grandes variations de la charge imposée à la source de courant ou au réseau d'alimentation car chaque groupe fonctionne indépendamment. Ainsi, il est nécessaire, par une coordination appropriée entre les différents consommateurs d'énergie, de maintenir la puissance installée totale inférieure à la somme des puissances installées des différents groupes de chauffage et~autres consommateurs d'énergie, cette puissance installée totale devant être variable; il doit en outre être possible au fournisseur d-'énergie d'effectuer cette variation, par exemple par l'intermédiaire dtun appareil de commande à distance ou d'un interrupteur horaire. En outre, il faut que la vitesse de variation (variation du besoin de puissance par unité de temps, habituellement mesurée en kW/h) ne dépasse pas une valeur prescrite. La solution de ce probleme réside dans un appareil du genre indiqué plus haut, caractérisé par une unité d'entrée servant à détecter les besoins d'énergie des différents consommateurs et à traiter ces valeurs afin de les transmettre, par une unité de programmation et de commande à distance destinée à fixer la variation maximale permise de la charge du réseau par unité de temps ainsi que la valeur maximale de la charge du réseau et qui est placée à la suite de l'unité d'entrée, par un calculateur qui reçoit toutes les valeurs captées et traitées par l'unité d'entrée et fixe sur cette base d'énergie à distribuer à chaque consommateur, par une unité de synchronisation servant à coordonner dans le temps la distribution d'énergie aux consommateurs, par une unité dé sortie faisant suite-à l'unité de synchronisation et par un groupe interrupteurs de puissance de point zéro disposé entre les consommateurs et la source d'énergie- et pouvant être actionné par l'unité de sortie. Un exemple d'exécution de l'appareil selon l'invention est expliqué à propos des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma de l'appareil la figure 2 montre un exemple de la variation du besoin d'énergie pendant un laps de temps déterminé et la figure 3 représente le besoin de puissance des différents consommateurs et la charge totale compensée par l'appareil. L'appareil présente une unité d'entrée 1 qui reçoit les valeurs de puissances de chauffage demandées ainsi que leurs priorités, transmises par des régulateurs et des groupes d'ins- truction et de c-ommande 9 et les traits de façon telle qu'un calculateur 2 qui fait suite puisse recevoir ces valeurs. D'après ces valeurs, ainsi que d'après la vitesse de variation et la valeur momentanée de la charge maximale permise du réseau, fournies par une unité de programmation et de commande à distance ce 3, le calculateur 2 détermine la valeur des puissances à fournir aux différents consommateurs. Une unité de synchronisation 4 coordonne la distribution en fonction du temps des valéurs de puissance déterminées par le calculateur 2 pour les différents consommateurs. Par l'inter- médiaire d'une unité de sortie 5, un groupe d'interrupteurs de puissance de point zéro à semi-conducteur 6 est actionné. Ce groupe alimente les différents consommateurs 7a à 7n, par la source de courant, ici le réseau 8 comportant les phases R, S et T. Le fonctionnement du calculateur 2 est indiqué par la figure 2. Les symboles ont la signification suivante = = puissance maximale qui peut etre débitée. PV = somme des puissances exigées par le groupe d'instruction et de régulation 9. PA = somme des puissances fournies aux consommateurs 7, ici aux groupes-de chauffage 7a à 7n. t = temps. Dans le laps de temps A, les différents consommateurs d'énergie 7a à 7n exigent une augmentation de puissance qui dépas dP se la vitesse maximale de variation permise A max. . Le calcu- lateur 2 limite l'augmentation de puissance dt dPV à la valeur permise et assure ainsi que la variation effect de puissance s'effectue à une vitesse réduite. Dans les intervalles B (figure 2), les-vitesses de variation demandées sont admissibles. Dans l'intervalle C, la puissance exigée dépasse la valeur maximale momentanément permise de la puissance installée de l'installation. Sur la base des priorités des différents consomma- teurs, le calculateur diminue alors les puissances de ceux-ci de manière à ne pas dépasser la valeur maximale permise PM. Dans l'intervalle D, 11 absorption de puissance demandée est trop grande Ici encore, le calculateur, en diminuant plus lentement la somme des puissances effectives, calculées à partir de la puissance dés différents consommateurs, fait en sorte que cette diminutión-dPV ne dépasse pas la valeur -dPA max. dt dt Sur la base des puissances déterminées par le calculateur 2 pour les différents consommateurs, l'unité de synchronisation coordonne la fermeture ou l'ouverture des différents interrupteurs de puissance 6, de sorte qu'il se produit un emprunt d'énergie aussi continu que possible au réseau d'alimentation 8 et qu'ainsi cet emprunt d'énergie présente seulement les variations permises conformément à la vitesse maximale de variations (figure 3). La figure 3 montre comment on synchronise entre eux plusieurs groupes de chauffage 7a à 7n de même puissance installée ayant différentes puissances de besoin, de façon que la puissance totale (charge totale momentanée) ne présente pas de variations inadmissibles mais seulement les variations minimales nécessaires (courbe de charge totale). L'appareil prévu convient particulièrement comme groupe supplémentaire pour une installation de régulation existante pour grandes installations de chauffage. Il permet au fournisseur d'énergie de modifier les paramètres de la variation de charge et de la charge totale d'une installation électrique de chauffage, soit en les faisant varier au moyen d'une commande à distance, soit en vertu d'une prescription éditée au moment de l'octroi de la concession, l'appareil exerçant une action de correction sur la base de signaux de priorité, en cas de variations non permises de la charge ou en cas de surcharge, l'unité de synchronisation établissant, par l'intermédiaire des interrupteurs de puissance de point zéro à semi-conducteur 6, 1es valeurs calculées de puissance pour les différents consommateurs 7 de façon telle qu'il ne se produise pas, pour le réseau d'alimentation 8, de variations non permises de charge. REVENDICATIONS 1. Appareil servant à 'coordonner et à limiter le besoin total d'énergie électrique de plusieurs consommateurs d'énergie fonctionnant indépendamment les uns des autres, appareil caractérisé par une unité d'entrée servant à détecter les besoins d'énergie des différents consommateurs et à traiter ces valeurs afin de les transmettre, par une unité de programmation et de commande à distance destinée à fixer la variation maximale permise de la charge du réseau par unité de temps ainsi que la valeur maximalede la-charge du réseau et qui est placée à la suite de l'unité d'entrée, par un calculateur qui reçoit toutes les valeurs captées et traitées par l'unité d'entrée et fixe sur cette base l'énergie à distribuer à chaque consommateur, par une unité de synchronisation servant à coordonner dans le temps la distribution d'énergie aux consommateurs, par une unité de sortie faisant suite à l'unité de synchronisation et par un groupe d'interrupteurs de puissance de point zéro disposé entre les consommateurs et la source d'énergie et pouvant étre actionné par 1 'unité de sortie. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'unité d'entrée peut titre commandée par un programme qui y/introduit et qui fixe la distribution d'énergie aux différents consommateurs. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le calculateur et l'unité de synchronisation peuvent en outre etre relié à un ordinateur microminiaturisé, miniaturisé ou à grande échelle, de façon que leurs fonctions soient commandées au moins en partie par le programme de celui-ci. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'unité d'entrée est placée à la suite d'un groupe d'unités de régulation et de commande adjoints aux différents consommateurs, de manière à recevoir de ce groupe les valeurs du besoin de puissance de chacun des consommateurs ainsi que la priorité de la-distribution de puissance aux consommateurs. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le groupe d'interrupteurs est formé d'interrupteurs de puissance de point zéro à semi-conducteur ou de disjoncteurs.