Brevet FR3024563A1 — publié le 20160205

L'invention concerne un système de distribution d'énergie telle que l'énergie électrique ou thermique, du type comprenant au moins une centrale de production d'énergie pourvue d'un automate de gestion de la centrale et susceptible d'être connecté à un réseau de distribution ou de transport d'énergie, et une unité de gestion de la distribution de l'énergie audit réseau. Les systèmes de distribution d'énergie de ce type, qui sont connus, présentent l'inconvénient majeur que 10 l'unité de gestion, pour communiquer avec l'automate d'une centrale, doit s'adapter au protocole de fonctionnement spécifique de cette centrale, qui peut être différent des protocoles d'autres centrales. Or, les systèmes de distribution d'énergie, qui sont connus, 15 comportent habituellement une pluralité de centrales de production d'énergie, en général de types différents. Le poste gestionnaire doit donc être en mesure de prendre en compte les particularités des différentes centrales, ce qui rend la gestion de l'ensemble des centrales difficile 20 et diminue l'efficacité du système. De plus, ces systèmes relativement sophistiqués risquent de ne plus fonctionner correctement en cas de perturbation de la communication entre le poste gestionnaire et une centrale. L'invention a pour but de pallier ces 25 inconvénients. Pour atteindre ce but, chaque centrale de production d'énergie est équipée d'un dispositif d'interface interposé entre l'unité de gestion et l'automate de la centrale et qui comporte du côté de 30 l'unité de gestion un bornier comprenant des bornes de pilotage, des bornes du fonctionnement et des bornes d'indication de l'état de la centrale, qui sont identiques pour toutes les centrales. Selon une caractéristique de l'invention, le 35 système est caractérisé en ce que le dispositif d'interface comprend au moins une unité centrale programmée pour avoir un bornier d'entrées/sorties virtuel qui est le même pour toutes les centrales de production d'énergie, indépendamment du type de ces centrales. Selon une autre caractéristique de l'invention, le 5 système est caractérisé en ce qu'un dispositif d' interface associé à une centrale de production d'énergie comprend une unité centrale et un certain nombre de cartes d'entrées/sorties et de communication, en communication avec l'unité centrale, et aux borniers 10 desquels sont connectées les bornes de l'automate de gestion de la centrale de production. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce qu'un dispositif d'interface d'une centrale de production 15 d'énergie est susceptible de communiquer avec l'unité de gestion de la distribution d'énergie par un réseau de communication. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que l'unité 20 de gestion de la distribution d'énergie comprend un serveur de gestion de distribution d'énergie qui est adapté pour communiquer avec les dispositifs d'interface des centrales de production d'énergie, le cas échéant, sous la commande d'un poste de gestion de la distribution 25 d'énergie. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le serveur comprend, pour chaque centrale de production d'énergie, un tableau de programmation du fonctionnement 30 de la centrale que le dispositif d'interface de chaque centrale consulte à des intervalles de temps prédéterminés. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le 35 dispositif d'interface de chaque centrale de production d'énergie est adapté pour communiquer, à des intervalles de temps prédéterminés, au serveur des informations relatives à son état de fonctionnement. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le système est caractérisé en ce que le poste de gestion de la distribution d'énergie est adapté pour communiquer avec les dispositifs d'interface des centrales, notamment lors des perturbations de la communication entre les dispositifs d'interface et le serveur. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un système de distribution d'énergie selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un 20 dispositif d'interface selon l'invention, et - la figure 3 est une vue schématique du bornier d'entrées/sorties virtuel d'un dispositif d'interface selon l'invention. L'invention sera décrite ci-après, à titre 25 d'exemple non exclusif, dans son application à un système de distribution d'énergie électrique. Ce système comprend une pluralité de centrales de production d'énergie électrique, dans le cas d'exemple 3 centrale, notées CP1, CP2 et CP3. La centrale CP1 est par exemple une centrale 30 comprenant trois moteurs diesel Ml de 1 à 1,5 MW. La centrale CP2 comporte une turbine à gaz TG d'une puissance par exemple de 6 MW. La centrale CP3 pourrait être une centrale qui comprend deux moteurs diesel M3. Chaque centrale est pourvue d'un automate de gestion 35 spécifique. Ainsi, la centrale CP1 comporte l'automate AU1, la centrale CP2 l'automate AU2 et la centrale CP3 l'automate AU3. Les centrales CP1 et CP3, bien que comportant toutes les deux des moteurs diesel sont conçues pour être commandées différemment. La centrale CP1 peut être commandée à distance, par téléphone. Les centrales CP2 et CP3 sont conçues pour être commandées en locale respectivement, à l'aide d'un dispositif informatique, et au moyen de boutons de mise en et hors service. Les centrales sont gérées selon des protocoles de fonctionnement différents, par l'intermédiaire de leur 10 automate de gestion individuel spécifique. Les trois centrales CP1, CP2, CP3 sont reliées chacune à un réseau de distribution ou transport d'énergie électrique RTE, tel que le réseau électrique français par l'intermédiaire d'un commutateur CE pour 15 livrer à ce réseau de l'énergie électrique suite à un ordre de livraison. Le système de distribution d'énergie comporte en outre un serveur de gestion de distribution d'énergie SG qui est en communication bidirectionnel avec les 20 centrales, par l' intermédiaire d'un réseau de communication RT et un poste PG de gestion de la distribution d'énergie au réseau RTE, qui communique avec le serveur de gestion SG, mais est aussi en mesure de communiquer directement avec chaque centrale en cas d'un 25 défaut du serveur, comme l'indique les lignes fléchées. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un dispositif d'interface DI est associé à chaque automate de gestion AU. Ces différents dispositifs d'interface DI, bien qu'appartenant, le cas échéant, à 30 des centrales de types différents, présentent du côté du réseau de communication la même configuration d'entrées/sorties. La figure 2 illustre, à titre d'exemple, l'architecture d'un premier mode de réalisation d'un 35 dispositif d'interface DI selon l'invention. Ce dispositif comporte, logées dans une structure de support, une unité centrale UC et une pluralité de cartes d'entrées/sorties et de communication C amoviblement insérables dans la structure de support. Le raccordement aux cartes s'effectue sur des borniers B avantageusement à vis et des connecteurs, présents sur le support, ce qui permet aux cartes d'être remplacées sans avoir à intervenir sur le câblage. Un bus de terrain (non représenté) est prévu pour assurer la communication entre l'unité centrale et les cartes. Les bornes des borniers permettent de raccorder au dispositif d'interface, par l'intermédiaire d'une interface de câblage IC, les entrées/sorties de l'automate de gestion de la centrale considérée. Comme le montre la figure, l'interface de câblage reçoit de l'automate AU un grand nombre de câbles Ca tandis que le nombre de câbles Cb raccordés aux borniers 8 du dispositif d'interface DI est restreint grâce à une sélection parmi les grandeurs et paramètres de l'automate. Comme le montre la figure 3, cette sélection est faite de façon que chaque dispositif d'interface, par l'intermédiaire de son unité centrale, puisse émettre les mêmes ordres de pilotage et disposer des mêmes données relatives à l'état de fonctionnement de la centrale. Sur la figure 3, cette spécificité est illustrée sous forme de bornes d'entrées/sorties, qui sont virtuelles. Ces bornes sont matérialisées par les bornes des cartes d'entrées/sorties du dispositif interface. Le bornier virtuel de l'unité centrale comporte des bornes bl,b2,b3,b4 de commande ou pilotage "marche", "arrêt", "préchauffage" et "puissance désirée". Il s'agit donc d'ordres et demandes adressés à la centrale. Puis il y a des bornes virtuelles d'information sur le fonctionnement de la centrale, à savoir une borne b5 "temps de fonctionnement" indiquant le dernier démarrage de la centrale, une borne b6 "temps de fonctionnement total" de la centrale, une borne b7 "rapport" indiquant le rapport entre la puissance désirée et la puissance instantanée, et une borne b8 de compteur "nombre de démarrage". L'unité centrale comprend encore des bornes de confirmation de la réception par la centrale des ordres de pilotage qui ont été adressés par l'unité centrale à la centrale, à savoir des bornes notées b9 "puissance désirée", b10 "puissance instantanée", bll "retour de marche". Parmi les bornes figurent aussi des bornes qui informent sur l'état de la centrale, telles que les entrées b12 « centrale disponible », b13 « centrale indisponible », b14 « alarme » et b15 « défaut ». Le signal « alarme » signifie que, par exemple, certains des moteurs de la centrale ne sont pas en état de marche, tandis que « défaut » indique qu'aucun des moteurs n'est en état de démarrer. On constate encore sur la figure les bornes b16 « comptage » et b17 « remise à zéro du compteur de démarrage ». L'unité centrale est programmée pour permettre la mise en oeuvre des différentes fonctions de la centrale, et sa communication avec l'extérieur. Elle reçoit les 20 informations à travers les cartes qui, en général, accomplissent des fonctions de commutateurs et, le cas échéant, crée à partir de ces informations simples des grandeurs complexes telles que des grandeurs "alarmes" et "défaut" en exécutant par exemple des fonctions de porte 25 « OU » ou « ET ». D'autre part, certaines centrales ne comprennent qu'un seul organe de commande boîtier pour les ordres « marche » et « arrêt » alors que l'unité centrale comporte séparément une borne pour chaque ordre. Pour 30 s'adapter à ces centrales, l'unité centrale prévoit une bascule du type RS avec deux entrées, mais une seule sortie reliée alors à l'organe de commande unique de la centrale. Bien entendu, l'unité centrale comporte aussi une 35 carte d'alimentation en énergie électrique permettant d'adapter l'alimentation en fonction de la tension d'alimentation disponible. L'unité centrale communique avec l'extérieur, à savoir le serveur et le poste de gestion par le câble de communication CC pouvant être une ligne ADSL et l'unité centrale comporte aussi le bornier « téléphone » BT. Elle enverra à une cadence prédéterminée, par exemple toutes les 30 secondes, au serveur des informations relatives à son état de fonctionnement et lira sur un tableau présent au serveur chaque fois son programme de fonctionnement préparé par le serveur sous les ordres du poste de gestion de la 10 distribution d'énergie. Ce dernier est en mesure de communiquer directement avec chaque centrale par l'intermédiaire de ce dispositif d'interface DI, notamment en cas d'une défaillance de la communication entre le serveur et la centrale. 15 Si les bornes du bornier de l'automate ne donnent pas de données directement exploitables par l'unité centrale, l'invention prévoit une intervention dans l'automate pour l'acquisition de ces données. Il est à noter que, dans un autre mode de 20 réalisation des dispositifs d'interface, ceux-ci n'ont plus besoin des cartes car les unités centrales sont programmées pour interroger directement les automates pour acquérir les données des entrées virtuelles. De façon connue en soi, à cette fin, les bornes des 25 automates sont pourvues d'adresses appropriées. Bien entendu, de multiples modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et représentée. Ainsi, les fonctions des bornes virtuelles de l'unité centrale peuvent être modifiées en fonction 30 des spécificités du système de distribution d'énergie, à condition de conserver la caractéristique essentielle de l'invention, selon laquelle les dispositifs d'interface DI de toutes les centrales de production d'énergie aient le même bornier, de façon que la communication entre 35 l'unité de gestion de la distribution d'énergie et les différentes centrales, le cas échéant de types forts différents, puissent communiquer de la même manière, indépendamment des spécificités des différentes centrales. L'invention procure des nombreux avantages qui découlent de la description qui vient d'être faite et qui réside notamment de la simplicité de la gestion ainsi assurée des différentes centrales, ce qui permet au poste de gestion de la distribution d'énergie de garantir le démarrage des centrales dans un délai de temps minimum de par exemple 15 minutes et dans des conditions simples. Il est encore à noter que l'invention est applicable aussi à la distribution de tous genres de fluides, à condition de conserver les caractéristiques de l'invention qui viennent d'être évoquées. REVENDICATIONS1. Système de distribution d'énergie, telle que 5 l'énergie électrique ou thermique, du type comprenant au moins une centrale de production d'énergie pourvue d'un automate de gestion de la centrale et susceptible d'être connectée à un réseau de distribution ou de transport d'énergie, et une unité de gestion de la distribution de 10 l'énergie audit réseau de transport, caractérisé en ce que chaque centrale de production d'énergie (CP) est équipée d'un dispositif d'interface (DI) interposé entre l'unité de gestion et l'automate (AU) de la centrale et qui comporte, du côté de l'unité de gestion, le même 15 bornier comprenant des bornes de pilotage de la centrale et des bornes d' indication de paramètres de fonctionnement et de l'état de la centrale, qui sont identiques, indépendamment du type de la centrale. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en 20 ce que le dispositif d'interface (DI) comprend au moins une unité centrale (UC) programmée pour avoir un bornier d'entrées/sorties virtuel qui est le même pour toutes les centrales de production d'énergie, indépendamment du type de ces centrales. 25 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un dispositif d'interface (DI) associé à une centrale de production d'énergie (CP) comprend une unité centrale (UC) et un certain nombre de cartes d'entrées/sorties et de communication (C), en 30 communication avec l'unité centrale, et aux borniers desquels sont connectées les bornes de l'automate (AU) de gestion de la centrale de production (CP). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un dispositif d'interface (DI) d'une centrale de 35 production d'énergie (CP) est susceptible de communiquer avec l'unité de gestion de la distribution d'énergie par un réseau de communication (RT). 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité de gestion de la distribution d'énergie comprend un serveur de gestion de distribution d'énergie (SG) qui est adapté pour communiquer avec les dispositifs d'interface (DI) des centrales de production d'énergie (CP), le cas échéant, sous la commande d'un poste de gestion de la distribution d'énergie (PG). 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le serveur (SG) comprend, pour chaque centrale de production d'énergie (CP), un tableau de programmation du fonctionnement de la centrale que le dispositif d'interface (DI) de chaque centrale consulte à des intervalles de temps prédéterminés. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'interface (DI) de chaque centrale de production d'énergie (CP) est adapté pour communiquer, à des intervalles de temps prédéterminés, au serveur (SG) des informations relatives à son état de fonctionnement. 8. Système selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le poste de gestion (PG) de la distribution d'énergie est adapté pour communiquer avec les dispositifs d'interface (DI) des centrales, notamment lors des perturbations de la communication entre les dispositifs d'interface et le serveur.