Brevet FR2462801A1 — publié le 19810213

1, La présente invention concerne un dispositif de commande de demande de charge pour limiter la charge moyenne totale d'un réseau électrique pendant un intervalle de temps de variation prédéterminé d'une installation comportant une charge électrique élevée à mettre en circuit pendant une par- tie de l'intervalle de temps. Selon la présente invention, le dispositif com- prend un moyen pour avancer l'excitation de ladite charge é- levée et agencé pourddsexciter une autre ou d'autres charges avant l'excitation de cette charge élevée afin de maintenir une moyenne inférieure pendant l'intervalle de temps de va- riation. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention seront mis en évidence dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référen- ce aux dessins annexés dans lesquels: Figure 1 est un schéma fonctionnel du dispositif de commande de demande de charge, selon la présente invention, pour commander une installation telle qu'une grande friteuse de restaurant, Figure 2 est une représentation graphique de la charge totale moyenne pendant une période de temps pour l'ins- tallation particulière présentant une charge de pointe de 90 KW sans dispositif de commande de demande de charge, Figure 3 est une représentation graphique de la charge totale moyenne pendant une période de temps pour l'ins- tallation particulière présentant une charge de pointe de 75 KW en utilisant un dispositif de commande de demande de char- ge classique, et Figure 4 est une représentation graphique de la charge totale moyenne en fonction du temps pour une installa- tion particulière présentant une charge de pointe de 60 KW en utilisant le dispositif de commande de demande de charge se- lon la présente invention. Sur la Figure 1, le dispositif de commande de de- mande de charge reçoit un courant d'alimentation d'une source d'alimentation triphasée classique 10 par des fils de distri- bution de courant d'alimentation électrique 11. Un panneau de demande de charge 12 de type classique, tel que le panneau 2. W977A DEMAND CONTROL fabriqué par la Société Honeywell Inc., comporte un circuit d'entrée ou circuit détecteur 13 pour re- cevoir un signal indiquant le courant d'alimentation électri- que d'entrée envoyé par les fils 11 à l'installation. Spéci- fiquement, le circuit d'entrée 13 comporte des détecteurs de courant 14 et des prises de tension 15 qui sont connectés pour produire un signal indiquant la puissance électrique d'- entrée en kilowatts du panneau 12. Le panneau comporte un en- semble de commutateurs ou relais 20, 21 et 22 qui sont con- nectés pour commander le fonctionnement de différentes char- ges telles que des charges 1, 2 et 3 de façon à ce que lors- que la puissance d'entrée appliquée à l'installation dépasse une certaine valeur prédéterminée comme elle peut être présé- lectionnée, le panneau de commande de demande de charge peut mettre en oeuvre les commutateurs et mettre certaines charges hors-circuit pour couper la demande d'alimentation d'entrée en provenance de la source 10. Un circuit de précision d'entrée ou circuit de commande de remise à zéro d'alimentation d'en- trée 23 permet de régler ou de modifier la puissance électri- que d'entrée prédéterminée qui doit être maintenue par le dis- positif de commande de demande de charge. Dans l'installation particulière utilisée avec le dispositif de commande de demande de charge selon la présente invention, on commande une charge électrique élevée telle que la charge 4 de la Figure 1. La charge 4 est une grande friteu- se 24 qui, une fois mise en marche pour une période de temps de fonctionnement prédéterminée, ne peut pas être désexcitée par un panneau de commande de demande de charge. Quand la com- pagnie d'électricité mesure la puissance moyenne en kilowatts pendant une certaine période de temps telle qu'un intervalle de temps de 15 minutes, les lignes en tirets des Figures 2, 3 et 4 représentent une moyenne du total variant sur 15 minutes. Un dispositif de commande à minuterie 25 est utilisé pour a- vancer le fonctionnement de la charge 4 afin de réduire la de- mande de puissance d'alimentation électrique sur la ligne pen- dant une période de temps prédéterminée en remettant à l'état initial le point de commande du panneau 12 à l'entrée 23. Pendant une première période de temps prédéterminée telle que les huit premières minutes, les autres charges sont désexci- 3. tées et la friteuse est ensuite alimentée. Ensuite, pendant une seconde période de temps prédéterminée telle que les huit minutes suivantes, la charge est à nouveau réduite. Ainsi, la moyenne de la charge totale pendant tout intervalle de temps de 15 minutes est maintenue au-dessous de certaines limites prédéterminées. Spécifiquement, un commutateur manuel 30 commande la mise en marche ou le fonctionnement du dispositif de com- mande à minuterie 25 qui est une minuterie classique pour faire fonctionner des commutateurs ou contacteurs 31 et 32. Pendant le fonctionnement de la minuterie, le commutateur 31 est d'abord fermé pour remettre à l'état initial le point de commande du panneau de commande de demande de charge 12 pen- dant une première période de temps prédéterminée. Le commuta- teur 32 est ensuite fermé environ quatre minutes plus tard pour commencer à faire fonctionner un second dispositif de commande à minuterie 33. Le dispositif 33 est normalement une partie de l'installation qui constitue la friteuse ou charge 4 et comporte un circuit de mise en marche 34 qui peut être connecté au commutateur 32. Le circuit de mise en marche 34 est une minuterie classique servant à faire fonctionner les commutateurs 35 et 36 en séquence. Le commutateur 35 est d'abord fermé à la fer- meture du circuit 34 pour alimenter une pompe 40 afin de pom- per l'huile stockée dans la friteuse 24. Ultérieurement, soit quatre minutes plus tard par exemple, le commutateur 36 est fermé en permanence pendant huit minutes pour faire fonction- ner la friteuse 24. Quand se termine le fonctionnement de la friteuse à la fin des huit minutes, par l'ouverture du commu- tateur 32, les commutateurs 35 et 36 sont ouverts et l'huile s'écoule à nouveau dans un réservoir de stockage pour être gardée en vue d'une autre opération. Le dispositif de commande à minuterie 25 maintient le commutateur 31 fermé pendant huit autres minutes afin de laisser le panneau de commande de demande de charge à l'état initial pendant une seconde période de temps prédéterminée a- vant qu'il cesse de fonctionner. En supposant qu'un fil chauffant 37 de la friteuse demande environ 80 kilowatts d'électricité, sans aucun dispo- 246280 1 4. sitif de commande de demande de charge de type quelconque, le fonctionnement serait tel qu'il est représenté graphiquement sur la Figure 2. Avec une charge totale normale de 50 KW, pour le fonctionnement de la friteuse pendant une période de temps de huit minutes, la demande totale augmenterait jusqu'à KW et si elle persistait pendant les huit minutes suivan- tes, la puissance moyenne variable pendant tout intervalle de temps de 15 minutes atteindrait son maximum environ à 90 KW Avec un dispositif de commande de demande de charge classique, on a le fonctionnement représenté sur la Figure 3. En supposant que la charge moyenne pendant les huit premières minutes était de 50 KW, pendant le fonctionnement de la fri- teuse, pour ajouter la puissance supplémentaire de 80KW le dispositif de commande de demandedésexoité toutes les charges de faible priorité, ce qui représente dans ce cas une puis- sance de 30 KW environ. Pendant les huit minutes suivantes, la charge est de 100 KW-pour avoir la puissance moyenne pen- dant tout intervalle de 15 minutes qui atteigne un maximum de KW. Avec le dispositif de commande selon la présente invention, la demande de puissance totale moyenne (représen- tée par les lignes en tirets de la Figure 4) pendant tout in- tervalle de temps de variation de 15 minutes est ensuite ré- duite pour avoir une charge de pointe de 60KW.. En référence à la représentation graphique de la Figure 4, on suppose que la charge moyenne était de 50KW avec les charges 1 et 2 en fonctionnement comme il est indiqué sur la Figure 1. S'il de- mande le fonctionnement de la charge ou friteuse 4, c'est-à- dire du fil chauffant 37, l'opérateur appuie sur un bouton 30 pour commencer à faire fonctionner le dispositif de commande à minuterie 25 et donc pour faire débuter la séquence de mi- nutage. Initialement, le dispositif de commande à minuterie ferme le commutateur 31. Le commutateur 31 permet un réglage * de précision du panneau de commande de demande de charge pour réduire la valeur de la charge prédéterminée permise à amener de la source d'alimentation 10 qui demande instantanément que le panneau de commande de demande de charge désexcite les au- tres charges de faible priorité. En supposant que la charge 1 est une charge de faible priorité, le commutateur 21 du pan- 5. neau 12 s'ouvre et la charge 1 est désexcité pour faire bais- ser la charge totale de l'installation jusqu'à un niveau de KW comme il est indiqué sur la Figure 4 à l'instant des huit minutes. La moyenne variable sur 15 minutes de la charge totale commence à baisser comme il est indiqué sur la Figure 4 par la ligne en tirets. Quatre minutes plus tard, le commu- tateur 32 du dispositif de commande à minuterie ferme le cir- cuit pour faire fonctionner la friteuse. Le commutateur 32 du dispositif de commande à minuterie 25 remplace alors un bou- ton de mise en marche normale instantanée du dispositif de commande à minuterie 33 de la friteuse qui est une partie de l'installation à friteuse. La friteuse fonctionne alors normalement sous la commande du dispositif 33 pour pomper d'abord l'huile dans la friteuse 24 pendant quatre minutes et faire fonctionner en- suite le fil chauffant 37 pendant huit minutes. Le fonction- nement de la friteuse ne peut pas être interrompu. Quand le dispositif de commande à minuterie 33 finit de fonctionner à l'instant des seize minutes de la Figure 4, les commutateurs 35 et 36 sont ouverts. A la fin du fonctionnement de la fri- teuse, la charge totale est ensuite réduite à 20 KW et main- tenue ainsi pendant les huit minutes suivantes jusqu'à ce que la période de temps totale de 32 minutes soit atteinte. La ligne en tirets de la Figure 4 montre que la moyenne variable de la charge totale sur 15 minutes ne dépasse à aucun moment un niveau de pointe de 60 KW pendant tout intervalle de temps de 15 minutes. En utilisant le dispositif de commande d'avance, la pointe de charge moyenne en kilowatts est bien inférieure à celle que l'on a avec un dispositif de commande de demande classique et le coût de consommation électrique pour l'utili- sation est grandement réduit. Avec une charge élevée mise en circuit même pendant une courte période de temps, moins de charges sont nécessaires pour réduire la charge totale moyen- ne pendanttout intervalle de temps en desexcitantces charges. Le fonctionnement de la charge élevée doit se faire pendant un intervalle de temps inférieur aux 15 minutes qu'il faut à la compagnie de service public pour effectuer la mesure de la moyenne de charge. 6. REVENDICATIONS. 1. Dispositif de commande de demande de charge pour limiter la charge moyenne totale en puissance électrique pendant un intervalle de temps de variation prédéterminé d'u- ne installation comportant une charge électrique élevée à met- tre en circuit pendant une partie de l'intervalle de temps, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (25) pour avancer l'excitation de la charge (4) et agencé pourdesexciter une autre ou d'autres charges (1, 2, 3) avant l'excitation de cette charge élevée afin de maintenir une moyenne inférieure pendant l'intervalle de temps de variation. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (25) est agencé pour désexci- ter l'autre ou les autres charges (1, 2, 3) pendant une pério- de dépassant la période de temps de fonctionnement de la char- ge électrique élevée. 3. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande à minuterie (25) mis en fonctionne- ment avant que le fonctionnement de la charge électrique éle- vée soit nécessaire, ledit dispositif de commande à minuterie remettant d'abord à l'état initial un point de commande (23) d'un panneau de commande de demande de charge (12) pour rédui- re la puissance électrique d'entrée utilisée par l'installa- tion pendant une première période de temps en désexcitan-tdes charges électriques de faible priorité et en excitant ensuite la charge électrique élevée pendant une période de temps infé- rieure à cet intervalle. 4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande à minu- terie (25) comporte un ensemble de commutateurs commandés en séquence par l'excitation de la minuterie avant que le fonc- tionnement de la charge élevée soit nécessaire, un premier commutateur (31) de l'ensemble étant connecté à un circuit de commande de remise à zéro (23) pour réduire la valeur de la puissance électrique d'entrée, un second commutateur (32) de l'ensemble des commutateurs étant adapté pour être connecté à une minuterie pour faire commencer ensuite le fonctionnement de la charge élevée, ledit premier commutateur maintenant la 7. valeur prédéterminée inférieure pendant une première période de temps avant la mise en fonctionnement de la charge élevée de façon à ce que lorsque la charge élevée est excitée par sa minuterie la puissance d'entrée moyenne appliquée à l'instal- lation soit inférieure pendant tout le fonctionnement de la charge élevée.