Brevet FR2904486A1 — publié le 20080201

B 1640fr 1 L'invention concerne un procédé de gestion et de modulation en temps réel de la consommation électrique d'un ensemble de consommateurs, ainsi qu'un système spécialement adapté à un tel procédé. L'invention traite plus spécifiquement du problème de la mesure, du contrôle et de la régulation de la puissance électrique consommée par une pluralité de consommateurs, dans l'optique de la diminuer d'un niveau qui a été prédéterminé. Par l'expression "ensemble de consommateurs", on entend plusieurs milliers ou centaines de milliers de sites consommateurs dispersés sur un vaste territoire. On connaît déjà, du document EP 1 548 451, un système de lecture à distance et de gestion de la consommation électrique, destiné à contrôler la consommation d'énergie d'un grand nombre d'utilisateurs. Ce système est agencé pour garantir un fonctionnement continu de l'ensemble du réseau, en prenant notamment en compte les risques de coupure générale dus à des surconsommations. A cet effet, ce système prévoit de pouvoir modifier les données transmises à un compteur électrique, afin de diminuer localement et temporairement la consommation d'énergie de l'ensemble des appareils associés à ce compteur. Toutefois, ce système ne prévoit pas la possibilité de moduler de façon fine et en temps réel, la consommation électrique d'un ensemble ciblé d'équipements électriques situé chez un consommateur, de façon indépendante du compteur électrique. Pour répondre à ce besoin, l'invention propose un procédé permettant de gérer et de moduler en temps réel la consommation électrique d'un nombre important de consommateurs, en tenant compte, à un moment donné, des besoins et des possibilités de chacun d'entre eux. A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de gestion et de modulation en temps réel de la consommation électrique d'un ensemble de consommateurs, qui comprend les étapes suivantes: 2904486 - mesure en temps réel de la consommation électrique d'une pluralité d'ensembles ciblés d'équipements électriques en fonctionnement, chaque ensemble d'équipements étant situé chez un consommateur, la mesure de la consommation de ces 5 équipements étant effectuée individuellement ou globalement au moyen d'un boîtier de régulation électrique situé chez le consommateur, chaque boîtier étant en liaison directe avec les circuits électriques d'alimentation de ces équipements; - transmission par lesdits boîtiers des mesures de 10 consommation vers un serveur central programmé pour lire, conservere et analyser ces données; - si une consigne globale, à un moment donné, indique d'effacer une certaine puissance totale, envoi par ledit serveur, vers certains desdits boîtiers sélectionnés en 15 fonction de la consigne, de l'ordre de couper sélectivement et temporairement l'alimentation électrique des équipements électriques avec lesquels il est en liaison ; -réception et exécution par ces boîtiers de l'ordre envoyé par ledit serveur. 20 Par "liaison directe" entre chaque boîtier et un circuit d'alimentation électrique, on entend aussi bien une liaison filaire locale ou distante qu'une liaison sans fil, par exemple au moyen de rayons infrarouges ou d'ondes radio. Cette liaison permet au boîtier de commander un relais placé 25 sur le circuit électrique, ce relais étant capable de couper l'alimentation électrique de l'ensemble ciblé concerné. Le procédé selon l'invention a donc pour fonction de déclencher à distance la coupure d'un ensemble ciblé de circuits. d'alimentation d'équipements électriques chez de 30 nombreux consommateurs, au moyen d'un boîtier installé chez les consommateurs concernés. Cet ensemble est ciblé en collectant en temps réel les puissances consommées par ces équipements : les ordres de coupure peuvent être répartis en fonction de ces puissances 35 observée$, afin de répondre à une consigne globale à un moment donné. Dans le cas où la consigne émise est d'effacer une certaine puissance globale, les circuits coupés sont déterminés pour atteindre cette puissance. 2904486 3 Les boîtiers utilisés dans le procédé selon l'invention assurent donc chacun plusieurs fonctions : - ils mesurent en permanence les consommations de chacun des équipements électriques avec lesquels ils sont en 5 liaison ; -ils transmettent ces mesures au serveur central qui les agrège et peut ordonner des interruptions ; - ils reçoivent et exécutent les ordres d'interruption temporaire de certains des circuits électriques auxquels ils 10 sont liés. Ces boîtiers sont par conséquent des dispositifs de mesure, ed conservation et de transmission des données, mais aussi de réception et d'action, dans la mesure où ils peuvent opérer des coupures sélectives, c'est-à-dire couper 15 l'alimentation électrique d'une partie ciblée de l'installation électrique des consommateurs concernés. Le procédé selon l'invention peut prévoir de façon avantageuse la mise à jour et/ou la modification du programme d'au moins l'un des boîtiers de régulation 20 électrique à partir du serveur central, par téléchargement de fichiers et de logiciels. Selon une réalisation préférée, chaque boîtier de régulation électrique fonctionne de façon autonome par rapport aux autres boîtiers et par rapport aux autres 25 éléments de l'installation électrique du site, notamment les autres dispositifs de contrôle ou de mesure qui y sont installés. Le terme "autonome" signifie donc ici notamment que chaque boîtier fonctionne de façon indépendante des autres boîtiers. 30 Chaque boîtier utilisé dans le procédé selon l'invention peut être formé d'un seul ou de plusieurs éléments. Lorsque le boîtier est en un seul élément, il présente l'avantage d'être compact et d'être aisé à installer. Toutefois, selon les cas, il peut être au 35 contraire avantageux de prévoir un boîtier constitué de plusieurs éléments présentant chacun des fonctionnalités différentes. 2904486 4 La transmission des données des boîtiers vers le serveur central est réalisée au moyen de réseaux commutés filaires (RTC) ou non filaires (tel que GSM), ou de préférence par transmission de données par paquets selon le 5 protocole IP sur réseaux filaires, tel que l'ADSL, ou non filaires tel que GPRS. Ce mode de transmission présente l'avantage non seulement de permettre le suivi d'un grand nombre de boîtiers, quand la commutation des circuits susciterait des engorgements, mais également de pouvoir 10 gérer un grand nombre de boîtiers à un coût raisonnable. Le procédé selon l'invention peut intégrer en outre des données de mesure complémentaires de la consommation électrique des ensembles ciblés d'équipements électriques, ou de tout ou partie de l'installation électrique du 15 consommateur, ladite mesure étant réalisée par des dispositifs de mesure autres que le boîtier de régulation électrique et avec lesquels est établie une liaison vers celui-ci. Ces données complémentaires sont par exemple destinées à permettre la vérification ou la validation des 20 données transmises directement par les boîtiers de régulation électrique. Selon un deuxième aspect, l'invention a pour objet un système de gestion et de modulation en temps réel de la consommation électrique d'un ensemble de consommateurs, qui 25 comprend : - une pluralité de boîtiers de régulation électrique, chaque boîtier étant en liaison directe avec les circuits électriques d'alimentation d'équipements électriques faisant partie d'un ensemble ciblé, ledit 30 ensemble ciblé d'équipements électriques et ledit boîtier étant situé chez un consommateur, ledit boîtier étant programmé pour mesurer et conserver les données de consommation électrique de chaque ensemble ciblé en temps réel, transmettre lesdites données vers un serveur central, 35 recevoir et exécuter des ordres dudit serveur ; des moyens de transmission des données desdits boîtiers vers le serveur central ; 2904486 5 - un serveur central programmé d'une part pour lire et analyser les données transmises par lesdits boîtiers, et d'autre part pour transmettre à certains desdits boîtiers des ordres de coupure sélective et temporaire de 5 l'alimentation électrique des équipements électriques avec lesquels ils sont en liaison, afin de répondre à une consigne globale, à un moment donné, d'effacement d'une certaine puissance totale ; - des moyens de transmission des ordres du serveur 10 central vers lesdits boîtiers et ; - des moyens de coupure sélective et temporaire de l'alimentation électrique des équipements électriques. Pour les raisons indiquées plus haut, il est avantageux que chaque boîtier de régulation électrique fonctionne de 15 façon autonome par rapport aux autres boîtiers et par rapport aux autres éléments de l'installation électrique du site. Le serveur central du système selon l'invention peut comprendre des moyens de mise à jour et/ou de modification 20 du programme de chaque boîtier de régulation électrique. Chaque boîtier de régulation électrique du système selon l'invention peut être formé d'un seul ou de plusieurs éléments. Dans le système selon l'invention, les moyens de 25 transmission des données des boîtiers vers le serveur central 'sont de préférence de réseaux commutés filaires (RTC) ou non filaires (tel que GSM), ou des moyens de transmission de données par paquets selon le protocole IP sur des réseaux filaires, tel que l'ADSL, ou non filaires 30 tel que GPRS. Le système selon l'invention peut comprendre en outre des dispositifs de mesure aptes à fournir des données de mesure complémentaires de la consommation électrique des ensembles ciblés d'équipements électriques ou de tout ou 35 partie de l'installation électrique du consommateur, lesdits dispositifs étant différents des boîtiers de régulation électriques et chaque dispositif étant en liaison avec l'un desdits boîtiers.. 2904486 6 D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique de 5 l'ensemble du système permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique des différents éléments ou modules pouvant constituer un boîtier de régulation électrique utilisable dans le procédé selon 10 l'invention. Le système selon l'invention, représenté sur la figure 1, repose sur un boîtier de régulation électrique 1 installé chez le consommateur. Ce boîtier 1 est installé dans la partie privée de l'installation électrique de chaque 15 consommateur, c'est-à-dire en aval et indépendamment du compteur électrique. Le boîtier 1 est raccordé à une sélection de circuits électriques 2 alimentant des équipements ciblés 3 chez le consommateur. Chaque boîtier assure trois fonctions, qui peuvent, 20 selon le mode de réalisation représenté, être mises en oeuvre par trois modules distincts A, B et C, schématisés sur les figures 1 et 2. Le module A correspond au module de télécommunications, qui consiste en un modem GPRS et son antenne (intégrée ou 25 déportée), ou en une liaison vers un modem ADSL (par Wi-Fi, DECT, CPL ou autre). Le module B correspond au module de traitement des données, en particulier de recueil, de conservation des données de mesure, et d'interruption électriques. Ces 30 fonctions sont mises en oeuvre au moyen d'un PC sous Linux doté d'une carte mémoire flash et d'un logiciel de gestion de l'acquisition des données, pilotant leur stockage et leur émission vers le module de télécommunication A. Le logiciel est également capable de recevoir via le 35 module de télécommunication A des instructions du serveur central le conduisant à : - émettre les données; 2904486 - actualiser les paramètres d'acquisition et de traitement des données sur la base desquels il opère; - déclencher les modules de contrôle des circuits électriques; 5 -conserver l'historique des ordres reçus et; - en accuser réception au serveur central. Le module C est le module de contrôle électrique, permettant la mesure et l'interruption de l'alimentation. Il comprend un dispositif de mesure Cl, par exemple une boucle 10 à induction, et un relais électrique C2 par l'intermédiaire duquel sont transmis les éventuels ordres de coupure. Le système représenté comprend en outre un module D d'acquisition de données de mesure externes. Le système est constitué d'un grand nombre de tels 15 boîtiers, opérés ensemble à distance depuis une plateforme d'agrégation et de commande centralisée 4. Ainsi pilotés, les boîtiers 1 permettent donc de fournir non seulement une information précise, mais également un canal de communication bidirectionnel ainsi 20 qu'une capacité d'effacement à la demande. Revendications 1. Procédé de gestion et de modulation en temps réel de la consommation électrique d'un ensemble de consommateurs, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - mesure en temps réel de la consommation électrique d'une pluralité d'ensembles ciblés d'équipements électriques en fonctionnement, chaque ensemble d'équipements étant situé chez un consommateur, la mesure de la consommation de ces équipements étant effectuée individuellement ou globalement au moyen d'un boîtier de régulation électrique situé chez le consommateur, chaque boîtier étant en liaison directe avec les circuits électriques d'alimentation de ces équipements; - transmission par lesdits boîtiers des mesures de consommation vers un serveur central programmé pour lire et analyser ces données; - si une consigne globale, à un moment donné, indique d'effacer une certaine puissance totale, envoi par ledit serveur, vers certains desdits boîtiers sélectionnés en fonction de la consigne, de l'ordre de couper sélectivement et temporairement l'alimentation électrique des équipements électriques avec lesquels il est en liaison; - réception et exécution par ces boîtiers de l'ordre envoyé par ledit serveur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la mise à jour et/ou la modification du programme d'au moins l'un des boîtiers de régulation électrique à partir du serveur central. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque boîtier de régulation électrique fonctionne de façon autonome par rapport aux autres boîtiers et par rapport aux autres éléments de l'installation électrique du site. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission des données des boîtiers vers le serveur central est réalisée au moyen de réseaux commutés filaires ou non filaires, ou par 2904486 9 transmission de données par paquets selon le protocole IP sur réseaux filaires ou non filaires. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il intègre en outre des 5 données de mesure complémentaires de la consommation électrique des ensembles ciblés d'équipements électriques, ou de tout ou partie de l'installation électrique du consommateur, ladite mesure étant réalisée par des dispositifs de mesure autres que le boîtier de régulation 10 électrique et avec lesquels est établie une liaison vers celui-ci. 6. Système de gestion et de modulation en temps réel de la consommation électrique d'un ensemble de consommateurs, caractérisé en ce qu'il comprend : 15 - une pluralité de boîtiers de régulation électrique, chaque boîtier étant en liaison directe avec les circuits électriques d'alimentation d'équipements électriques faisant partie d'un ensemble ciblé, ledit ensemble ciblé d'équipements électriques et ledit boîtier étant situés chez 20 un consommateur, ledit boîtier étant programmé pour mesurer et conserver les données de consommation électrique de chaque ensemble ciblé en temps réel, transmettre lesdites données vers un serveur central, recevoir et exécuter des ordres dudit serveur ; 25 - des moyens de transmission des données desdits boîtiers vers le serveur central ; un serveur central programmé d'une part pour lire et analyser les données transmises par lesdits boîtiers, et d'autre part pour transmettre à certains desdits boîtiers 30 des ordres de coupure sélective et temporaire de l'alimentation électrique des équipements électriques avec lesquels ils sont en liaison, afin de répondre à une consigne globale, à un moment donné, d'effacement d'une certaine puissance totale ; 35 - des moyens de transmission des ordres du serveur central vers lesdits boîtiers et ; des moyens de coupure sélective et temporaire de l'alimentation électrique des équipements électriques. 2904486 10 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le serveur central comprend des moyens de mise à jour et/ou de modification du programme de chaque boîtier de régulation électrique. 5 8. Système selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque boîtier de régulation électrique est formé d'un seul ou de plusieurs éléments. 9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens de transmission des 10 données des boîtiers vers le serveur central sont des réseaux commutés filaires ou non filaires, ou des moyens de transmission de données par paquets sur des réseaux filaires ou non filaires. 10. Système selon l'une quelconque des revendications 15 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des dispositifs de mesure aptes à fournir des données de mesure complémentaires de la consommation électrique des ensembles ciblés d'équipements électriques ou de tout ou partie de l'installation électrique du consommateur, lesdits 20 dispositifs étant différents des boîtiers de régulation électriques et chaque dispositif étant en liaison avec l'un desdits boîtiers.