FR3009768A1 - Dispositif pout piloter le fonctionnement d'une charge de puissance a partir d'un information issue d'un compteur electrique, procede et systeme associes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (1) pour piloter le fonctionnement d'une charge de puissance (2) appartenant à une installation électrique terminale (3) d'un réseau de distribution électrique (4) en fonction d'au moins une information d'intérêt issue d'un compteur d'énergie (6) de cette installation. L'invention concerne aussi un procédé exécuté dans un dispositif pour piloter le fonctionnement d'au moins une charge de puissance appartenant à une installation électrique en fonction d'au moins une information issue d'un compteur d'énergie. L'invention concerne également un système comprenant un compteur d'énergie électrique apte à transmettre au moins une information d'intérêt et au moins un dispositif apte à la recevoir pour piloter le fonctionnement d'une charge de puissance dans l'installation électrique terminale.
Description
- 1 - Dispositif pour piloter le fonctionnement d'une charge de puissance à partir d'une information issue d'un compteur électrique, procédé et système associés Domaine technique L'invention se situe dans le domaine de la gestion des réseaux d'énergie électrique. Etat de la technique antérieure L'état de l'art en matière de gestion des charges de puissance dans les installations électrique terminales d'un réseau électrique consiste le plus souvent à asservir la mise en marche et la mise à l'arrêt des charges aux conditions tarifaires. Le cas le plus connu étant l'asservissement du fonctionnement d'un chauffe eau-électrique au tarif heures creuses/heures pleines. Il existe également des appareils dédiés appelés délesteurs qui assurent la gestion d'une pluralité de charges de puissance de sorte que la puissance cumulée dans l'installation électrique terminale reste inférieure à une limite donnée, un tel dispositif est décrit par exemple dans le brevet FR2721449. Enfin sont aussi connus des dispositifs dédiés à l'effacement des charges de puissance d'une installation électrique terminale pour répondre à des besoins de gestion du réseau électrique comme par exemple celui qui est décrit dans le brevet FR2947396. Ces solutions techniques nécessitent l'installation d'appareils spécialisés, dits gestionnaires. Or ces gestionnaires ont un coût non négligeable, ils occupent de l'espace dans un tableau électrique souvent saturé par les dispositifs de protection, ils augmentent la probabilité d'une panne dans l'installation et ils n'offrent généralement pas une ergonomie aisément compréhensible par les utilisateurs grand public. Une des conséquences est que ces appareils restent souvent dans l'état où l'installateur les a laissés lors de leur première installation alors qu'au moins de nouveaux réglages pourraient être requis en fonction d'évolutions dans l'installation. Il en résulte qu'une part non négligeable de ces équipements finissent par ne plus être fonctionnels, possiblement sans que les utilisateurs finaux s'en aperçoivent. Cette invention entre dans le cadre général dit des réseaux électriques intelligents (« smart grid » en langue anglaise). -2 Exposé de l'invention Le but de la présente invention est de remédier au moins partiellement aux problèmes évoqués précédemment en proposant un dispositif pour piloter le fonctionnement des charges de puissance appartenant à une installation électrique terminale à partir d'informations fournies par un compteur d'énergie électrique sans nécessiter de gestionnaire(s) spécialisé(s) comme par exemple un gestionnaire d'effacement de charge, un délesteur ou un gestionnaire d'énergie.
Ce dispositif peut avantageusement être utilisé par l'exploitant d'un réseau de distribution électrique pour le maintenir dans un état de fonctionnement optimal grâce à l'utilisation de ressources se trouvant dans les installations terminales. Ce dispositif est également avantageux pour les utilisateurs finaux qui peuvent, grâce à lui, optimiser les conditions économiques de leur consommation d'énergie. Enfin, lorsqu'il intégré dans des appareils comprenant au moins une charge de puissance, ce dispositif est également avantageux pour les fabricants d'appareils tels que les chauffe-eau, les appareils de chauffage, de climatisation, de cuisson ou les appareils électroménager pour proposer aux utilisateurs des fonctionnalités nouvelles, accessibles directement avec peu ou pas de modification de l'installation électrique. Il est prévu plusieurs variantes du dispositif selon l'invention qui peuvent être mises en oeuvre seules, en juxtaposition avec partage de moyens techniques ou en combinaison dans le cadre d'un même appareil. Les installations terminales dans lesquelles il est prévu de mettre en oeuvre l'invention appartiennent à la partie dite basse tension d'un réseau électrique. Il s'agit le plus souvent de piloter des charges de puissance monophasées alimentées par une tension alternative qui est par exemple de 230 V à une fréquence de 50Hz en Europe et de 110 V à une fréquence de 60 Hz en Amérique du Nord. Il est également prévu de mettre en oeuvre l'invention dans des installations terminales triphasées et/ou pour piloter des charges triphasées le cas échéant. Les descriptions et les exemples qui suivent, donnés dans le cadre d'installations monophasées, sont également valables dans le cas d'installations triphasés.35 - 3 - L'invention vise un dispositif pour piloter le fonctionnement d'une charge de puissance en fonction d'au moins une information fournie par le compteur d'énergie d'une installation terminale d'un réseau de distribution électrique. Le dispositif selon l'invention comprend : des moyens pour recevoir une information issue d'un compteur d'énergie d'une installation électrique terminale; et des moyens pour extraire au moins une information d'intérêt au sein de ladite information; et des moyens pour produire de manière autonome au moins une consigne de pilotage de la charge de puissance à partir de l'au moins une information d'intérêt; et des moyens pour contrôler l'état fonctionnel de la charge de puissance d'un appareil électrique en fonction de l'au moins une consigne de pilotage.
On entend par « charge de puissance » une entité fonctionnelle unique, embarquant ou non de l'intelligence, qui comprend au moins une ressource technique susceptible de soutirer une puissance significative dans l'installation électrique terminale au cours de son cycle de fonctionnement.
Par puissance significative on entend une puissance supérieure ou égale 300W. Une charge de puissance au sens de l'invention va par exemple d'une simple résistance chauffante à un appareil sophistiqué embarquant de l'intelligence comme un climatiseur ou un appareil électroménager. Bien entendu, sont compris dans la définition de la charge de puissance selon l'invention, des appareils de complexité intermédiaire comme les convecteurs et les chauffe-eau électriques qui comprennent quelques composants électromécaniques et/ou électroniques en plus de leur ressource technique de puissance.
On entend par « des moyens pour produire de manière autonome au moins une consigne de pilotage » que l'invention ne requière pas la présence d'un autre appareil pour gérer de manière centralisée le pilotage d'une pluralité de charges de puissance, comme par exemple les gestionnaires d'énergie, les centrales, les délesteurs, les dispositifs d'effacement dans les solutions techniques connues. - 4 - Les compteurs d'énergie électriques récents comprennent des moyens lui permettant de communiquer avec le système d'information de l'exploitant du réseau de distribution.
On entend par exploitant, toute entité partie à l'exploitation et/ou à la gestion du réseau de distribution électrique auquel est raccordée l'installation électrique terminale comprenant au moins un dispositif selon l'invention. Ceci pour relever à distance les données de comptage, gérer les conditions tarifaires et le cas échéant pour gérer et agir à distance sur les moyens de coupure de l'alimentation des installations terminales. Les compteurs récents, même ceux qui ne comprennent pas de moyens pour communiquer en amont avec le système de l'exploitant, comprennent des moyens pour communiquer au moins de manière unidirectionnelle en aval avec des gestionnaires d'énergie optionnels dans l'installation électrique terminale. Il existe de nombreuses solutions techniques pour communiquer tant en aval qu'en amont et plusieurs standards techniques selon les pays. Ainsi en France par exemple, tous les compteurs électroniques sont équipés d'une sortie dite « télé-information client » qui est prévue pour être exploitée par des automatismes optionnels dans l'installation électrique terminale. Cette sortie qui a été conçue pour être connectée à l'entrée d'un gestionnaire d'énergie centralisé par des moyens filaires, transmet continument une information composite structurée constituée d'informations élémentaires produites en interne et/ou retransmises par le compteur. Il s'agit par exemple d'un numéro d'identification du compteur, de l'option tarifaire et de l'intensité souscrites, d'informations liées à la période tarifaire en cours ou à venir, d'avertissement de dépassement de la puissance souscrite, de l'intensité instantanée et maximale absorbées par l'installation terminale, de la puissance apparente soutirée et des index de comptage. Il existe d'autres moyens équivalents pour que les compteurs transmettent des informations à des appareillages externes. Par exemple ceux utilisés en Allemagne qui sont basés sur la norme IEC62056-21 exploitant une liaison infrarouge, ou encore une connexion USB, une connexion filaire ou optique propriétaire etc. Les réseaux électriques deviennent de plus en plus complexes et ils doivent faire face au double problème d'une demande croissante en énergie et à des capacités d'investissement limitées dans les infrastructures de production et - 5 - de distribution. Ainsi un couplage plus étroit entre la gestion du réseau électrique et la gestion de la demande au sein des installations terminales est souhaitable pour augmenter l'efficacité globale du réseau de distribution d'énergie. Le problème principal est l'apparition de pointes de la demande en énergie que les exploitants cherchent à réduire et/ou à étaler dans le temps. Dans cette perspective il serait avantageux de pouvoir contrôler une partie des charges de puissance des installations électriques terminales en fonction des besoins du réseau de distribution. Ceci de la manière la moins invasive et pénalisante pour les utilisateurs. Dans les systèmes à l'état de l'art, seule la coupure totale de la fourniture d'énergie aux clients qui ne paient pas leurs factures est prévue. Les compteurs de dernière génération permettent de limiter la puissance pouvant être soutirée dans l'installation mais le caractère global de cette limitation et le fait qu'elle engendre fréquemment des disjonctions inopinées en réduit l'acceptabilité.
A contrario, l'invention permet à l'exploitant du réseau électrique d'effacer des charges de puissance dans les installations terminales selon ses besoins, sans impacter les autres usages ni les seuils de disjonction des installations tout en offrant la possibilité aux utilisateurs d'y déroger. Bien que le besoin le plus courant soit l'effacement de charges de puissance pour écrêter une pointe de la demande en énergie, il est à noter que les solutions techniques de l'invention permettent aussi à l'exploitant de télécommander la mise en marche de charges de puissance chez ses clients dans les cas ou cette action est utile au bon fonctionnement du réseau électrique. De tels cas sont par exemple un besoin de chargement ponctuel du réseau pour amortir des phénomènes oscillatoires ou pour ramener la fréquence de la tension alternative du réseau à sa valeur nominale en cas de décrochage. Les nouveaux systèmes de communication mis en oeuvre dans les dernières générations de compteurs télé-opérables, par exemple selon les standards DLMS/COSEM, sont relativement complexes, coûteux et présentent des 30 contraintes de sécurité. En outre, les compteurs qui les embarquent comprennent des moyens pour transmettre une information à des équipements optionnels de l'installation aval. Dès lors, il est avantageux d'utiliser le compteur d'énergie comme passerelle de premier niveau entre le système d'information amont de l'exploitant et l'installation électrique 35 terminale aval qui comprend les charges de puissance à piloter. - 6 - Le réseau aval, qui par ailleurs appartient au client, a des caractéristiques différentes du réseau amont. Il est possible pour le réseau aval d'utiliser des solutions techniques plus simples et moins couteuses à mettre en oeuvre. Ainsi l'invention prévoit la mise en oeuvre d'une passerelle de second niveau entre la sortie d'un compteur qui est dédiée au raccordement d'automatismes externes et les dispositifs selon l'invention. Une fonction passerelle de second niveau permet l'utilisation de moyens mieux adaptés des besoins de type grand public pour communiquer avec les dispositifs selon l'invention. Les moyens nécessaires étant plus simples, plus compacts, moins coûteux et ayant une consommation propre moindre que ceux qui sont mis en oeuvre dans les nouveaux compteurs pour communiquer avec le système d'information de l'exploitant selon des standards tels que G3, PRIME ou OFDM. De nombreux standards sont utilisables pour transmettre l'information issue du compteur aux dispositifs selon l'invention. Ceci directement ou par l'intermédiaire d'une passerelle de second niveau. Par exemple des standards de communication par radiofréquence comme ZigBee (IEEE 802.15.4), Bluetooth (IEEE 802.15.1), WiFi (IEEE 802.11x) et leurs successeurs sont appropriés pour assurer la communication entre le compteur et les dispositifs selon l'invention. Des standards de communication utilisant les courants porteurs sont également appropriés. L'invention offre une grande latitude dans le choix du standard de communication car le débit utile nécessaire est faible, la transmission peut n'être qu'unidirectionnelle et avoir une portée relativement courte. L'utilisation de protocoles maillés (MESH en langue anglaise) est particulièrement préférée en en ce qu'elle permet d'augmenter la portée des moyens pour communiquer, toutes choses étant égales par ailleurs. La pénalité qui en découle en termes de débit et de temps de latence n'est pas contraignante compte tenu des faibles besoins de l'invention en la matière. L'utilisation de moyens de communication par radiofréquence ou par courants porteurs est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de disséminer des dispositifs selon l'invention dans l'installation aval et de la faire évoluer sans en modifier le câblage. C'est en outre nécessaire pour les dispositifs selon l'invention qui sont inclus dans des appareils ne nécessitant pas d'installation tels que les appareils électroménagers, les appareils de chauffage ou de climatisation mobiles etc. - 7 - Dans une variante de mise en oeuvre particulièrement préférée de l'invention, il est prévu d'ajouter une fonction de passerelle de second niveau dans un dispositif selon l'invention prévu principalement pour piloter une charge de puissance. Le choix d'un dispositif pour piloter un appareil de production d'eau chaude sanitaire est judicieux. En effet, le circuit électrique de la charge de puissance est toujours accessible séparément dans le tableau électrique de l'installation terminale et est souvent proche du compteur. En outre, le taux d'équipement en chauffe-eau électriques est élevé dans de nombreux pays. Ainsi est préféré un dispositif selon l'invention pour piloter un chauffe-eau se présentant sous la forme d'un boitier modulaire de tableau au standard DIN incluant une fonction passerelle de second niveau. Ce dispositif comprend un émetteur ou un émetteur/récepteur sans fils, par radiofréquences rayonnées ou sans fil ajouté, par courants porteurs (radiofréquences conduites). Ceci avec un faible impact sur l'encombrement et le coût du dispositif grâce au partage du boitier et de moyens techniques internes tels que l'alimentation basse tension, le microcontrôleur etc. Il est aussi prévu des variantes de mise en oeuvre de l'invention où les dispositifs de pilotage des charges de puissance sont intégrés dans des appareils comprenant une ou plusieurs charges de puissance comme les appareils de chauffage et de climatisation à résistances ou thermodynamiques, le gros électroménager ou les appareils de cuisson électrique. Le fait d'inclure le dispositif dans l'appareil contenant au moins une charge de puissance offre en outre l'avantage de permettre une gestion plus intelligente de l'au moins une charge en tenant compte par exemple de cycles de fonctionnement internes ou de contraintes d'utilisation. Cela permet également de gérer plusieurs paliers de puissance dans la charge, de séquencer la mise en marche de l'au moins une charge dans le temps pour conserver un niveau de service minimal, de conserver l'alimentation de fonctionnalités de l'appareil qui n'impliquent pas l'utilisation de la charge de puissance embarquée etc. On entend par information issue d'un compteur d'énergie, toute information, produite au sein du compteur, et/ou le cas échéant reçue du système d'information amont de l'exploitant et retransmise par le compteur, qui est - 8 - destinée à être exploitée en tout ou partie par des appareillages de l'installation électrique terminale. Le contrôle de la charge de puissance doit être compris comme étant en tout ou rien, c'est à dire comme étant une mise en marche ou à l'arrêt de la charge de puissance à sa puissance maximale, ou comme étant une mise dans des états fonctionnels intermédiaires. Les états fonctionnels dits intermédiaires appelant une puissance sur le réseau qui est non nulle et inférieure à la puissance maximale de la charge.
Il est prévu que les moyens pour contrôler l'état fonctionnel de la charge de puissance pilotée par le dispositif selon l'invention comprennent des moyens pour commuter l'alimentation l'électrique de la charge de puissance à piloter. C'est la manière la plus simple de commander des charges de puissance externes sans intelligence associée tels que des appareils de production d'eau chaude sanitaire électrique ou des appareils de chauffage basé sur l'utilisation de résistances de puissance. Cela étant, pour les variantes de mise en oeuvre de l'invention qui sont intégrées dans des appareils ou pour le pilotage de charges de puissance nécessitant la prise en compte d'un cycle de fonctionnement, il est prévu d'ajouter une interface appropriée entre l'électronique du dispositif selon l'invention et l'électronique de gestion native de la charge de puissance dans l'appareil. Une telle interface peut être par exemple basée sur l'utilisation d'un ou de plusieurs optocoupleurs ou de tout autre moyen permettant une communication uni ou bidirectionnelle isolée galvaniquement. Bien entendu on ne sort pas du cadre de l'invention dans les cas de mise en oeuvre encore plus préférés où l'invention est totalement intégrée dans l'électronique de contrôle d'un appareil. En effet, dans une conception complètement optimisée où les caractéristiques techniques de l'invention sont principalement mises en oeuvre sous la forme de logiciel dans un microcontrôleur, sans composants électroniques lui étant exclusivement dédiés si l'appareil comprend un sous-ensemble de réception pour d'autres besoins, la mise en oeuvre de l'invention n'est pas détectable à l'examen du matériel mais se détecte à l'examen des caractéristiques techniques et fonctionnelles de l'appareil.35 - 9 - Dans le cas où le dispositif comprend des moyens pour commuter l'alimentation l'électrique de la charge de puissance, il est avantageux que la charge soit alimentée par défaut. Ceci est particulièrement approprié lorsque les moyens pour commuter l'alimentation de la charge sont un relais électromécanique. Dans ce cas on préfèrera agencer le dispositif selon l'invention pour que la charge de puissance soit alimentée par les contacts normalement fermés d'un relais de sorte que l'appareil de puissance soit quand même alimenté et le service assuré en cas de panne du dispositif.
Il est aussi prévu que les moyens pour contrôler l'état fonctionnel de la charge de puissance pilotée par le dispositif selon l'invention comprennent des moyens pour télécommander le fonctionnement d'au moins une charge de puissance intégrée dans un appareil équipé d'une télécommande. Ces moyens sont par exemple un émetteur de télécommande sans fil dont la couche physique, infrarouge ou radiofréquence, et le codage des commandes sont agencés pour pouvoir piloter le fonctionnement d'un appareil existant contenant une ou plusieurs charges de puissance. Cette variante permet au dispositif selon l'invention d'être mis en oeuvre sous la forme d'un accessoire optionnel de l'appareil à commander et/ou de simplifier le couplage fonctionnel du dispositif avec un appareil externe sophistiqué qu'il n'y a ainsi pas à modifier pour mettre en oeuvre l'invention. Cette variante de l'invention est particulièrement appropriée pour piloter des climatiseurs, réversibles ou non, qui intègrent nativement un récepteur de télécommande. Il peut s'agir aussi d'une télécommande filaire telle qu'une interface apte au pilotage d'un ou de plusieurs appareils de puissance disposant d'une entrée de commande optionnelle dite « à fil pilote » comme par exemple des appareils de chauffage électrique. Il peut s'agir aussi d'une interface filaire ou sans fil entre le dispositif et un système domotique ou un système de gestion technique du bâtiment apte à agir sur l'état fonctionnel d'une ou de plusieurs charges de puissance dans l'installation électrique terminale concernée. Il est prévu que la consigne de pilotage de la charge de puissance soit élaborée dans le dispositif en combinant une ou plusieurs informations d'intérêt extraites de ladite information. -10- L'information issue d'un compteur d'énergie électrique est généralement une information composite structurée sous la forme d'une trame dont l'émission est répétée en boucle et dans laquelle les valeurs des informations élémentaires qu'elle comprend sont mises à jour de manière cohérente à chaque itération. Cette information composite comprend par exemple des index de comptages, des informations sur les options tarifaires souscrites et des informations sur les conditions tarifaires en cours, des informations sur l'intensité ou la puissance maximum souscrite, des informations sur l'intensité absorbée ou sur la puissance consommée par l'installation terminale, l'horodatage en cours qui est automatiquement mis à jour par la communication du compteur avec le système d'information de l'exploitant, des points de la courbe de charge et possiblement des demandes d'effacement ou de mise en marche de charges de puissance. Les données que le compteur communique aux automatismes de l'installation terminale ont une origine locale, par exemple lorsqu'elles sont produites par le sous- ensemble de métrologie ou distante lorsqu'elles viennent du système d'information amont et qu'elles sont retransmises par le compteur. L'invention prévoit de piloter l'au moins une charge de puissance en fonction d'une seule information d'intérêt comme par exemple le palier tarifaire en cours, pour reproduire par les moyens plus flexibles de l'invention l'asservissement de la mise en marche des charges de puissance au tarif avantageux de l'électricité, ceci possiblement en excluant les jours de pointe dans les structures tarifaires à plus de deux états.
L'invention prévoit aussi de piloter l'au moins une charge de puissance en fonction de la combinaison de plusieurs informations d'intérêt. Par exemple en fonction de la puissance instantanée soutirée par l'installation terminale et la puissance de référence souscrite (ou en combinant des informations équivalentes exprimées sous la forme d'intensité, la tension du réseau électrique étant considérée comme constante). La combinaison de plus de deux informations d'intérêt est prévue, par exemple en mettant en marche la charge de puissance lorsque la période tarifaire est au tarif bas, que la différence entre la puissance soutirée dans l'installation et la puissance de référence ou de disjonction est suffisante pour l'alimenter et qu'on se trouve dans une plage horaire donnée d'un jour de semaine. S'ajoutent à ces informations classiques issues du compteur exploitables dans 5 le cadre de l'invention, celles qui le cas échéant sont associées à la production locale d'énergie électrique si l'installation terminale est équipée de moyens de production tels que des panneaux solaires, une éolienne etc. L'invention prévoit que la consigne de pilotage de la charge de puissance soit 10 en fait un ordre de commande à distance en rapport avec la gestion du réseau de distribution électrique. La gestion efficace d'un réseau électrique proche de la saturation requière la possibilité pour l'exploitant de commander à distance l'effacement de charges de puissance, c'est à dire leur mise à l'arrêt inconditionnel en fonction de contraintes d'exploitation du réseau. 15 Dans certains cas il peut également être utile à l'exploitant de charger le réseau pour le stabiliser en commandant à distance la mise en marche de charges de puissance dans les installations terminales. De tels cas sont par exemple un décrochage en fréquence de la tension alternative du réseau ou l'apparition de phénomènes oscillatoires qu'il est avantageux d'amortir de 20 manière active pour en réduire la durée et/ou l'amplitude. Les ordres de commande à distance issus du système d'information de l'exploitant sont reçus par les compteurs communicants dans les installations terminales. Dans le cas idéal, des données prévues spécifiquement pour représenter des ordres de commande à distance sont présentes dans 25 l'information composite transmise aux automatismes de l'installation terminale. Ces données spécifiquement dédiées aux commandes à distance de charges de puissance des installations terminales, et devant être comprises comme tel par les dispositifs récepteurs, sont mises à jour lorsque le compteur reçoit des ordres de commande à distance émis par le système 30 d'information de l'exploitant. Il est cependant constaté que les normalisateurs en charge de l'expression des besoins des exploitants des réseaux de distribution électrique prévoient rarement des données spécifiques pour transmettre des télécommandes depuis le système d'information amont des exploitants vers des dispositifs 35 présents dans les installations avals. Par exemple, dans leur version - 12 - expérimentale, les tables de codage des données transmises par les compteurs de type « Linky » (marque déposée d'ERDF) vers l'installation du client ne prévoient pas de données spécifiques pour les commandes à distance, ceci tant dans le mode dit « historique » que le mode enrichi dit « standard » de la sortie dite « télé-information client ». En cas d'absence de données spécifiques pour les télécommandes, ou en complément de telles données, l'invention prévoit d'utiliser un champ d'information, ou plusieurs champs d'information en combinaison, qui ont normalement une autre signification dans les standards, pour en fait coder des ordres de commandes à distance émis par l'exploitant. Il est prévu pour cela d'utiliser des valeurs ou des combinaisons de valeurs de champs d'informations qui sont valides sur le plan du respect des formats imposés pour être retransmises par tout compteur qui est conforme à ses spécifications. Il est aussi prévu de choisir des valeurs qui ne sont pas utilisées en exploitation et qui ne sont pas susceptibles de perturber des automatismes ne mettant pas en oeuvre l'invention qui les recevraient. qui les perturbent pas l'utilisation normale des informations parce qu'elles ne sont pas utilisées par ou parce qu'elles n'ont pas de sens pour les dispositifs qui ne mettent pas en oeuvre l'invention. Par exemple les valeurs extrêmes 0 et 99 KVA de la puissance de référence, ou 0 et 99 A de l'intensité souscrite, qui n'ont pas de sens dans leur interprétation normale, peuvent coder respectivement des ordres de commandes à distance de mise à l'arrêt et de mise en marche de la charge de puissance pilotée par le dispositif selon l'invention . Ceci le cas échéant en combinaison avec d'autres informations accentuant l'incohérence pour tout dispositif ne mettant pas en oeuvre l'invention. Par exemple les valeurs 0 et 99 de la puissance de référence ou de l'intensité souscrite peuvent être respectivement associées à des valeurs de mot d'état indiquant le non dépassement et le dépassement en cours de la valeur de référence.
Pour transmettre des commandes à distance depuis le système d'information de l'exploitant à des dispositifs selon l'invention pour piloter des charges de puissance dans les installations terminales, il est prévu de préférence d'utiliser seules ou en combinaison des données standardisées présentant les caractéristiques techniques suivantes : -13- - Pouvoir être agencées par l'exploitant de sorte que tout compteur standard apte à les recevoir en assure la retransmission dans un format connu et reproductible par les moyens standards prévus pour la connexion d'automatismes dans l'installation terminale. A cette fin, l'agencement des données doit leurrer les contrôles de cohérence et les vérifications de format qui sont prévus dans le cahier des charges des compteurs, - Ne pas poser de problème significatif aux automatismes aptes à recevoir les données retransmises par le compteur qui ne mettent pas en oeuvre l'invention. Il est prévu d'agencer les données de sorte que tout dispositif qui la reçoive sans mettre en oeuvre l'invention n'en fasse rien et que dans le cas où une action ne peut être évitée en dehors du cadre de l'invention, elle soit d'importance mineure ou en cohérence avec l'effet attendu de la commande à distance réalisée selon l'invention. Par exemple, dans le cadre du codage des informations disponibles sur la sortie dite « télé-information client », dans le mode dit « standard », l'exploitant peut mettre en oeuvre l'invention en transmettant aux compteurs de son choix dans son réseau des informations provoquant la retransmission par le compteur de données informant le client du début et de la fin d'une pointe mobile. Ces données étant horodatées, il suffit par exemple de rester dans les critères de validité de la norme tout en remplaçant la valeur de l'année réelle N par N+2 pour que des dispositifs ne mettant pas en oeuvre l'invention et la recevant ne puissent rien en faire. Les dispositifs mettant en oeuvre l'invention qui la reçoivent et qui détectent la différence de deux avec l'année réelle connue par exemple par la réception d'une autre donnée horodatée non modifiée à la source, l'interprètent comme étant en fait un ordre de commande à distance. Il sera préféré, par souci de cohérence et de limitation de possibles effets indésirables dans des dispositifs ne mettant pas en oeuvre l'invention, qu'un ordre de commande à distance de mise à l'arrêt de la charge de puissance soit de préférence associé à une information de début de pointe mobile. Réciproquement, un ordre de commande à distance de mise en marche de la charge de puissance sera de préférence associé à une information de fin de pointe mobile. Des raffinements sont prévus comme par exemple la différentiation d'ordres de télécommande à effets immédiats sur l'état de la charge de puissance et d'ordres de télécommande pour lesquels au moins un effet sur l'état de la charge se produit à l'arrivée à -14- échéance d'une temporisation. Il est aussi prévu d'utiliser des champs d'information des données transmises dans l'information, par exemple la valeur du jour et/ou du mois dans l'exemple précédent, pour transmettre au dispositif selon l'invention une consigne secondaire telle qu'une option de la commande à distance ou une consigne de durée d'une temporisation. L'invention prévoit que la consigne de pilotage soit en outre élaborée en fonction d'au moins une information externe à ladite information issue d'un compteur d'énergie.
Il est par exemple prévu que l'au moins une information externe à ladite information issue d'un compteur d'énergie soit une commande de l'utilisateur qui permet à ce dernier d'imposer l'état fonctionnel de son choix à la charge de puissance, ceci pour une durée indéterminée, jusqu'à réception d'une autre information transmise par le compteur ou pour une durée déterminée par l'arrivée à échéance d'au moins une temporisation. Il est aussi prévu que l'au moins une information externe à ladite information issue d'un compteur d'énergie soit l'état de sortie d'un thermostat. Cette variante de l'invention est plus particulièrement appropriée dans le cas où la charge de puissance est constitutive d'un appareil de chauffage électrique ou d'un chauffe-eau. L'état fonctionnel de la charge de puissance est déterminé en combinant l'au moins une information fournie par le compteur, par exemple en lien avec la puissance maximale soutirable dans l'installation et/ou en lien avec le palier tarifaire en cours et la sortie d'un thermostat interne ou externe à l'appareil. L'invention prévoit que l'au moins une information externe à ladite information issue d'un compteur d'énergie soit une information de programmation horaire et/ou calendaire. L'état fonctionnel de la charge de puissance est déterminé en combinant l'au moins une information fournie par le compteur, par exemple en lien avec la puissance maximale soutirable dans l'installation et/ou en lien avec le palier tarifaire en cours, et la sortie d'un programmateur horaire et/ou calendaire interne ou externe à l'appareil. Dans les systèmes d'information des réseaux électriques récents, il est prévu de - 15 - mettre à l'heure et à la date du réseau les horloges-calendrier embarquées dans les compteurs. Ces informations d'horodatage continument mises à jour sont avantageusement retransmise vers les dispositifs selon l'invention lorsqu'elles sont disponibles. Il est en outre prévu d'embarquer une fonction de programmateur horaire et/ou calendaire locale dans les dispositifs selon l'invention. Cette fonction de programmation agit par comparaison entre une information de programmation préalablement introduite dans le dispositif et l'information correspondante courante transmise périodiquement par le compteur. Ce raffinement de l'invention est particulièrement bien adapté au cas de points de chauffage électrique avec ou sans accumulation thermique. En effet, des moyens simples embarqués dans le dispositif tels qu'une molette à plusieurs positions, chaque position correspondant à une programmation type, par exemple jour/nuit avec jours indifférenciés ou avec période de jour décalée pour les weekends permet de se dispenser d'un programmeur centralisé tout en offrant un niveau de confort amélioré et une réduction significative des dépenses énergétiques. Ceci sans avoir à embarquer une horloge-calendrier dans le dispositif. Il est prévu d'utiliser des moyens additionnels tels que des tablettes numériques, des smartphones, des téléviseurs connectés, des ordinateurs, qui offrent grâce à des applications appropriées une ergonomie plus élaborée, pour augmenter les possibilités de programmations standards des dispositifs. Ces moyens standards additionnels étant rendus capables de transmettre des informations de paramétrage aux dispositifs selon l'invention, ceci directement ou par le biais d'une passerelle appropriée.
Une capacité de stockage d'énergie thermique embarquée, par exemple au moyen de matériaux massiques tels que des briques réfractaires ou au moyen de matériaux à changement de phase, est avantageusement exploitée par le dispositif pour optimiser la dépense énergétique par combinaison des informations tarifaires et des informations d'horodatage fournies par le compteur. Il est également prévu d'utiliser l'inertie thermique renforcée par un stockage thermique pour optimiser la gestion de puissance dans l'installation par l'allongement possible des durées de temporisations mises en oeuvre sans dégradation du confort des utilisateurs. -16- L'invention prévoit que l'au moins une information externe à ladite information issue d'un compteur d'énergie soit une information de présence humaine. La gestion de l'état fonctionnel de nombreuses charges de puissance est optimisée par l'utilisation d'une information issue d'un détecteur de présence humaine comme par exemple un détecteur infrarouge passif. Par exemple les dispositifs selon l'invention associés à des points de chauffage électrique peuvent avantageusement utiliser une information de détection de présence humaine pour modifier l'état fonctionnel de la charge de puissance et/ou de la consigne de température du thermostat associé en combinaison avec au moins une information fournie par le compteur pour piloter l'état fonctionnel de la charge de puissance de manière plus efficace sur le plan énergétique et économique.
L'invention prévoit que l'au moins une information externe à ladite information issue d'un compteur d'énergie soit une information en lien avec le cycle de fonctionnement de l'appareil comprenant la charge de puissance pilotée. Le dispositif selon l'invention est d'autant plus efficacement mis en oeuvre que son fonctionnement s'harmonise avec celui de l'appareil comprenant l'au moins une charge de puissance qu'il s'agit de piloter. Ainsi dans le cas d'appareils comme les lave-linges ou les lave-vaisselles, l'appareil exécute des cycles de fonctionnement complexes mettant en oeuvre de nombreuses ressources à des moments prévus dans le programme choisi par l'utilisateur. Par exemple, la résistance de puissance qui chauffe l'eau de lavage, et dans le cas du lave-vaisselle, qui est aussi utilisée pour le séchage, est la charge qui est visée par le dispositif selon l'invention lorsqu'il est mis en oeuvre pour piloter ce type d'appareils. La connaissance du cycle de fonctionnement de l'appareil qui impacte la durée et les instants de mise en marche de la charge de puissance ainsi que la possibilité de n'intervenir que sur l'état de cette charge, et pas sur le fonctionnement du reste de l'appareil, permet un pilotage selon l'invention qui est à la fois plus fin, plus efficace et moins invasif. En effet, il n'y a aucune raison de temporiser l'utilisation d'un lave-linge pour lequel l'utilisateur aurait demandé un lavage à froid par exemple ou pendant les étapes du cycle de fonctionnement ou la résistance de puissance n'est pas sollicitée. Dans le cas d'un congélateur, par exemple -17- le pilotage par le dispositif de la charge de puissance que représente le compresseur, tire avantage de la connaissance de la distance temporelle d'un besoin impératif de relance d'un cycle de production de froid à un instant donné et/ou de la durée du cycle de fonctionnement du compresseur pour atteindre la température de consigne. L'invention prévoit que l'au moins une consigne mette la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé en fonction du coût de l'énergie électrique. Le dispositif selon l'invention reçoit les données indiquant la tarification souscrite et le palier tarifaire en cours au sein de l'information fournie par le compteur. Il est prévu de piloter la charge de puissance en fonction de l'arbitrage fait par l'utilisateur entre rapidité dans la fourniture du service attendu impliquant la charge de puissance et les économies réalisées en attendant un palier tarifaire donné. Il est prévu de permettre à l'utilisateur d'arbitrer entre rapidité et économies par le biais d'un réglage simple proposé sur le dispositif lui-même ou sur le panneau de contrôle de l'appareil dans lequel il est intégré. Selon les appareils, il s'agira d'une commande de mise en marche différente pour obtenir un service express, quel qu'en soit le coût énergétique, et pour une mise en marche privilégiant les économies. Dans le cas de structures tarifaires complexes à plus de deux paliers, il est prévu un réglage au moyen d'un curseur physique ou virtuel affiché sur un écran ayant un déplacement linéaire ou rotatif, pour que l'utilisateur arbitre aisément entre un service immédiat et l'attente du pallier tarifaire qui lui convient. Dans les mises en oeuvre les plus sophistiquées de l'invention, il est prévu d'informer préalablement l'utilisateur en affichant une heure et/ou date prévisionnelle de démarrage et/ou de fin de cycle pour chaque palier tarifaire sélectionnable. L'invention prévoit que l'au moins une consigne mette la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé en fonction d'une limite de puissance à ne pas dépasser dans l'installation électrique. Par exemple, dans une installation monophasée, le dispositif extrait de l'information reçue du compteur au moins l'une des informations d'intérêt suivantes : « Intensité souscrite », « Puissance apparente de référence » (ou 35 aussi éventuellement « Puissance apparente de coupure ») et respectivement -18- au moins l'autre information d'intérêt suivante : « Intensité Instantanée », « Puissance apparente instantanée soutirée ». Le dispositif combine une paire d'informations d'intérêt homogène en en calculant la différence de sorte à détecter l'occurrence d'un dépassement de l'intensité ou de la puissance souscrite et à produire la consigne de pilotage de la charge de puissance appropriée. Dans un autre exemple de mise en oeuvre, la consigne de pilotage est directement déduite d'une information binaire d'intérêt extraite, le cas échéant, de l'information reçue du compteur. De telles informations binaires sont par exemple « Avertissement de Dépassement De Puissance Souscrite » ou « Dépassement de la puissance de référence ». Dans ces deux exemples, la consigne de pilotage produite par le dispositif est une mise à l'arrêt immédiate et inconditionnelle de la charge de puissance pilotée. Le dispositif active en outre une temporisation dont l'arrivée à échéance déclenche la remise en marche de la charge de puissance pilotée s'il est prévu que cette charge soit effectivement mise en marche et si la comparaison de la puissance connue ou estimé de la charge de puissance pilotée est inférieure ou égale à la différence entre l'intensité ou la puissance souscrite et la mesure instantanée correspondante. Il est à noter que dans cet exemple, le comportement de tous les dispositifs selon l'invention susceptibles d'être mis en oeuvre dans une même installation terminale est identique en cas de dépassement de puissance souscrite. L'invention prévoit que l'au moins une consigne mette la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé en fonction d'un budget de dépense énergétique préalablement déterminé. La notion de budget étant à comprendre comme étant une valeur prédéterminée en lien avec la consommation énergétique de l'installation. Cette valeur pouvant être exprimée en quantité d'énergie consommée ou en unité monétaire. Il s'agit par exemple de fixer un budget mensuel au delà duquel une charge de puissance de chauffage est inconditionnellement arrêtée même si le thermostat donne une consigne de mise en marche. Il est aussi prévu de modifier à la baisse en termes de consommation énergétiques l'état fonctionnel de la charge de puissance pilotée en cas de dépassement d'un palier budgétaire prédéterminé. Par exemple en réduisant d'un nombre de - 19 - degrés prédéterminé la température de consigne dans le cas d'un appareil de chauffage électrique. Dans une variante de l'invention, au moins une première consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé pour une durée indéterminée, la mise de la charge de puissance dans un autre état fonctionnel nécessitant au moins une seconde consigne associée à cet autre état fonctionnel. Cette variante de l'invention correspond à sa mise en oeuvre dans un 10 contexte traditionnel de gestion centralisée du réseau électrique. Cette variante implique un nombre élevé d'évènements conduisant à un changement d'état de la charge de puissance. Dans une variante préférée de l'invention, il est prévu qu'au moins un 15 changement d'état fonctionnel de la charge de puissance soit consécutif à l'arrivée à échéance d'une temporisation. Cette variante de l'invention permet de diminuer de manière drastique le volume des commandes à distance à transmettre dans le cas d'une gestion centralisée du réseau électrique. 20 Les durées des temporisations de l'invention sont liées aux contextes de mise en oeuvre. Elles peuvent être par exemple inférieures à la minute lorsqu'il s'agit d'amortir des phénomènes oscillatoires. Les durées des temporisations peuvent atteindre jusqu'à plusieurs heures, voir plusieurs jours, dans le cadre de la gestion centralisée des charges de puissance dans le réseau électrique 25 par l'exploitant. La mise en oeuvre de temporisations de longue, voir de très longue durée ne pose aucun problème technique ni économique lorsqu'elle repose sur des moyens programmatiques au sein de composants tels que des microcontrôleurs. Ainsi il est prévu que l'au moins une consigne mette la charge de puissance 30 dans un état fonctionnel déterminé, la mise de la charge de puissance dans un autre état fonctionnel se faisant automatiquement à l'arrivée à échéance d'une temporisation. Il est aussi prévu que l'au moins une consigne mette la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé à l'arrivée à échéance d'une 35 temporisation, la mise de la charge de puissance dans un autre état -20- fonctionnel se faisant par le biais d'au moins une autre consigne associée à cet autre état fonctionnel. Il est également prévu que l'au moins une consigne mette la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé à l'arrivée à échéance d'une première temporisation, la mise de la charge de puissance dans un autre état fonctionnel se faisant automatiquement à l'arrivée à échéance d'une seconde temporisation. Cette variante, qui vise par exemple un étalement de la pointe de puissance qui apparait dans le réseau lors du passage en tarification basse, dite heure creuses en France, est particulièrement efficace et bien adaptée au pilotage de charges de puissance dont les temps de cycle maximum sont connus. De tels appareils sont par exemple les chauffe-eau électriques, des appareils électroménagers tels que des laves vaisselle, des lave-linge, des fours électriques qu'on a préalablement réglés en mode auto-nettoyage par pyrolyse économique etc.
L'invention prévoit que la durée de la temporisation s'inscrive dans une grille temporelle dont le nombre et la durée des pas élémentaires sont prédéterminés.
Il est prévu dans un mode de réalisation plus particulièrement préféré de l'invention que la temporisation comprenne au moins une partie variable propre à chaque dispositif. Il s'agit dans cette variante de l'invention d'ajouter une variabilité locale au sein de chaque dispositif permettant par exemple d'étaler la pointe d'appel de puissance dans le réseau à l'arrivée à échéance des temporisations provocant la reconnexion des charges de puissance qui ont été initiées par la réception de la même commande à distance. Les solutions techniques où la variabilité sera la plus importante d'un dispositif à l'autre seront préférées, ceci pour introduire un foisonnement temporel de la plus grande amplitude possible au sein du réseau électrique. L'invention prévoit ainsi que la temporisation comprenne au moins une partie variable calculée à partir d'une variable aléatoire. Il s'agit d'un moyen pour générer une variabilité locale dans le but de désynchroniser les instants de reconnexion, et dans une moindre mesure les -21- instants de déconnexion, des charges au sein d'un même réseau pour principalement réduire les risques de disjonction. En pratique la mise en oeuvre d'un générateur de nombres pseudo-aléatoires au moyen d'un algorithme simple suffit à obtenir l'effet de désynchronisation recherché.
L'invention prévoit également que la temporisation comprenne au moins une partie variable calculée en prenant en compte un numéro unique associé au dispositif ou à l'installation terminale dans laquelle il est installé. Il est prévu que ce numéro soit au moins en partie attribué au dispositif lors de sa fabrication, il est également prévu que le numéro du compteur faisant partie de l'information reçue par le dispositif soit utilisé en tout ou partie dans la constitution dudit numéro unique utilisée dans le calcul de la partie variable de la temporisation. Dans un système où les communications reposent sur une adresse d'objet unique tel qu'IP V6, tout ou partie de l'adresse unique du dispositif est avantageusement utilisée dans le calcul de la partie variable de la temporisation. L'invention prévoit que la temporisation comprenne au moins une partie variable calculée en prenant en compte une variable locale d'environnement.
Il s'agit d'un autre moyen pour générer une variabilité locale. Cette variable d'environnement peut être de toute nature pour peu qu'elle maximise les chances qu'elle soit différente d'un dispositif à l'autre. Il peut s'agir par exemple d'une température, de la valeur d'un champ électrique etc. mesurés dans le dispositif.
L'invention prévoit que la partie variable de la temporisation soit au moins en partie utilisée dans le cadre d'une gestion des priorités pour l'accès à la puissance électrique. Il s'agit d'un raffinement fonctionnel de l'invention permettant de reconnecter les charges de puissance selon un niveau de priorité prédéterminé par exemple en fonction de caractéristiques de l'installation terminale ou en lien avec l'utilisateur. Par exemple il peut s'agir de déterminer des priorités pour l'accès à la puissance dans le cadre d'une priorité donnée aux services public tels que ceux qui sont en rapport avec la santé. L'invention peut aussi être mise en oeuvre dans le cadre de niveaux de priorité pour l'accès à la - 22 - puissance qui sont en rapport avec les services souscrits par l'utilisateur. La gestion de priorité selon l'invention peut aussi être mise en oeuvre de manière différenciée au sein d'une même installation terminale, par exemple en fonction de la nature de l'usage, les niveaux de priorité étant par exemple déterminés en fonction de l'inertie ou du cycle d'utilisation de l'appareil piloté et/ou en fonction de la puissance de la charge. Il est aussi prévu dans l'invention qu'au moins un mode de fonctionnement économique soit proposé par réduction du temps de mise en marche et/ou par modification du rapport cyclique et/ou par suppression de cycles de fonctionnement et/ou par fractionnement de la charge de puissance. Il est avantageux pour l'utilisateur de pouvoir ajuster la capacité d'un appareil au besoin du moment. Ceci surtout si l'appareil est dimensionné pour pouvoir répondre aux besoins les plus importants. Des appareils comme les lave-linge ou les lave-vaisselle intègrent nativement la notion de capacité variable qui est gérée dans le cadre du cycle de fonctionnement interne de l'appareil. Les notions de fonctionnement économique et de capacité variable étant confondues au moins sur le plan de la consommation énergétique. L'invention prévoit d'apporter une capacité d'optimisation de la demande énergétique en fonction des besoins des utilisateurs à des appareils qui en sont dépourvus comme par exemple les appareils de chauffage et de climatisation ainsi que les appareils de production d'eau chaude sanitaire. Les chauffe-eau à accumulation de relativement petite section fonctionnant en position verticale sont particulièrement appropriés à la mise en oeuvre de ce raffinement de l'invention en ce qu'on observe un effet de piston naturel. En effet, l'eau froide qui s'accumule dans la partie basse à partir du point d'arrivée et l'eau chaude qui s'accumule dans la partie haute jusqu'au point de puisage ne se mélangent quasiment pas et il y a peu de transferts thermiques à l'interface entre les deux masses d'eau qui restent bien distinctes dans une large plage de capacité. Dès lors il est avantageux de ne produire que la quantité d'eau chaude nécessaire en fonction du nombre d'occupants du logement par exemple. L'invention prévoit d'adapter le volume d'eau chaude produit sans modifier de manière importante la température de l'eau. Ceci pour éviter la prolifération de germes pathogènes comme la légionelle et pour ne rien changer aux positions de réglage habituelles des mitigeurs aux points - 23 - d'utilisation. Un autre avantage non négligeable à ne pas intervenir sur la température de consigne du chauffe-eau est la simplification et les économies qui en découlent dans la mise en oeuvre de l'invention. En effet, elle ne requière pas l'utilisation d'un thermostat différent, ni même réglé différemment, de ceux qui équipent les chauffe-eau traditionnels. L'ajout d'un dispositif selon l'invention sous la forme d'un sous-ensemble technique intégré dans le chauffe-eau ou sous la forme d'un accessoire externe en est facilité. Ainsi il est prévu de faire varier la capacité de production des appareils et en gérant de manière appropriée les temps de .fonctionnement de la charge de puissance et/ou en fractionnant sa puissance. Un réglage direct de l'utilisateur sur le dispositif et/ou un processus auto adaptatif et/ou une information en rapport avec l'occupation des locaux transmise au dispositif par un moyen externe, provoque la réduction de la durée d'au moins une temporisation ou la suppression de cycles de mise en marche de la charge de puissance pour faire varier la capacité de production d'eau chaude de l'appareil. Par exemple un simple bouton « demi-charge » en face avant du dispositif installé dans le tableau électrique ou qui est avantageusement intégré dans le chauffe-eau lui-même, permet à l'utilisateur de faire des économies pendant les périodes de faible occupation sans perte de capacité à satisfaire les besoins d'un plus grand nombre d'occupants à d'autres périodes. Dans cet exemple, un chauffe-eau à accumulation de 300 L capable de subvenir aux besoins quotidiens de 5 ou 6 personnes peut être optimisé pour répondre plus avantageusement aux besoins de 2 ou 3 personnes en réduisant par exemple le temps de mise en marche quotidien de la charge de puissance à 2 heures au lieu de 4, ceci à l'intérieur de la plage temporelle du palier tarifaire de l'électricité le plus économique. Il est prévu d'atteindre le même résultat en ne mettant en marche la charge de puissance qu'un jour sur deux ou de ne mettre en marche qu'une demi-charge de puissance quotidiennement. Bien entendu on ne sort pas du cadre de l'invention en mettant en oeuvre une capacité d'adaptation à plus de deux états par exemple en offrant à l'utilisateur un moyen de réglage à trois états tels que 100 L, 200 L et 300 L pour un chauffe-eau de 300 L nominal. Un moyen de réglage manuel ou automatique en continu sur une plus large plage est également prévu.35 -24- Il est aussi prévu dans l'invention que la durée de tout ou partie de la temporisation conduisant à un changement d'état fonctionnel de la charge de puissance soit modifiée par la réception d'au moins un second ordre de commande à distance au cours d'une période de temps d'une durée prédéterminée qui est décomptée à partir de la réception d'un premier ordre de commande à distance. L'au moins un second ordre de commande à distance peut être dédié à la modification de la durée de tout ou partie de la temporisation ou il peut s'agir d'au moins une répétition d'un ordre identique au dit premier ordre. Dans ce cas, ledit premier ordre de commande à distance est différencié de ses répétitions visant à seulement modifier la durée la durée de tout ou partie de la temporisation en ce qu'il est reçu après une période de temps d'une durée supérieure à une valeur prédéterminée pendant laquelle aucun des ordres de commande à distance concernés ne doit être reçu par le dispositif.
Il est aussi prévu dans l'invention de réutiliser les mêmes ordres autant qu'il est possible de le faire sans retreindre les possibilités du système. Par ailleurs il est prévu dans des variantes de mise en oeuvre particulièrement sophistiquées, de pouvoir modifier la valeur des temporisations non seulement à la hausse, mais aussi à la baisse, par rapport à une valeur initiale prédéterminée. Par exemple une même commande à distance interprétée par les dispositifs comme une demande de reconnexion de la charge de puissance au réseau électrique dans le cadre dudit premier ordre peut être interprétée comme un ordre d'incrémentation d'une durée élémentaire prédéterminée de la durée de la temporisation lorsqu'elle est reçue comme l'au moins un second ordre. Réciproquement, une commande interprétée comme ordre de déconnexion du réseau électrique en tant que premier ordre peut être interprétée comme ordre de décrémentation de la durée de la temporisation lorsqu'elle est reçue comme l'au moins un second ordre.
Il est aussi prévu que soit réinitialisée à chaque réception de l'au moins un second ordre de commande à distance, la fenêtre temporelle au cours de laquelle cette réception est prise en compte par le dispositif de sorte à rendre possible une modification de la durée de tout ou partie de la temporisation conduisant à un changement d'état fonctionnel de la charge sur une large - 25 - plage de valeurs au moyen d'un nombre de répétitions qui n'est pas limité par la durée de la fenêtre temporelle initiale. En outre, lorsque le système de communication utilisé pour transmettre les ordres de commandes à distance aux dispositifs offre des capacités d'adressage sélectives, il est possible de raffiner les modifications de tout ou partie des temporisations des dispositifs dans le réseau en fonction de critères définis par l'exploitant. La gestion active des durées de temporisation des dispositifs est particulièrement efficace pour accroitre l'effet d'écrasement de la pointe d'appel de puissance dans le réseau. Elle offre en outre à l'exploitant des moyens de pilotage supplémentaires sans pour autant rendre plus complexe la gestion du réseau ni nécessiter l'utilisation d'ordres de commande à distance spécifiques supplémentaires. En effet, les systèmes de télécommandes centralisés traditionnels antérieurs à la génération « Smart grid » disposent de peu de commandes disponibles pour d'autres usages que ceux liés au comptage et à la tarification. En outre il s'agit de commandes à distance adressant un grand nombre d'installations de manière indifférenciée et par conséquent susceptible d'engendrer des pointes de grandes puissance que seule la mise en oeuvre de cette variante de l'invention permet de désagréger. Ceci permet d'obtenir un effet d'étalement dans le temps de la demande de puissance de la partie terminale du réseau électrique. Dans les systèmes plus récents où il existe des possibilités d'adressage sophistiquées allant jusqu'à la sélection d'une installation terminale unique en tant que destinataire d'une commande à distance, la mise en oeuvre de l'invention conduit à une réduction considérable du trafic et à une meilleure réactivité du système en ce que la mise en oeuvre de l'invention ne nécessite que la transmission d'une commande d'effacement des charges de puissance en diffusion générale pour une pluralité d'installations terminales. L'étalement de la pointe d'appel de puissance sans l'invention nécessiterait la transmission d'autant de commandes à distance que d'installations individuelles à remettre en puissance de manière sélective. Il est également prévu que la réception d'un ordre de commande à distance relance les temporisations non échues, les dispositifs dont la temporisation -26- étant arrivée à échéance restant insensible à toute nouvelle réception d'un ordre de commande à distance pendant une durée prédéterminée. Cette variante est particulièrement efficace dans sa capacité à étaler les pointes de puissance dans un réseau électrique.
L'invention prévoit que le dispositif comprenne en outre des moyens de commande permettant à l'utilisateur de le rendre insensible, au moins temporairement, à toute consigne auquel il serait normalement sensible et/ou d'imposer au moins un état fonctionnel à la charge de puissance.
Il s'agit d'offrir la possibilité technique aux utilisateurs des appareils comprenant des charges de puissance pilotées par un dispositif selon l'invention de déroger aux impératifs de la gestion du réseau électrique en leur permettant d'imposer l'état fonctionnel de leur choix, au moins temporairement. En effet, contrairement à l'état de l'art où des charges de puissance sont gérées en fonction de la tarification de l'électricité sur une base qui doit être rigoureusement appliquée installation par installation pour des raisons contractuelles, l'invention n'est efficace pour l'exploitant que si elle s'applique à un grand nombre d'installations. Dès lors, peut importe du point de vue de l'exploitant si quelques utilisateurs choisissent de retirer leur installation des mécanismes de gestion de puissance selon l'invention. De même, des tolérances peuvent être relâchées si nécessaire pour des raisons techniques et/ou économiques dans la mise en oeuvre de l'invention par rapport aux solutions dédiées à la gestion de la tarification en ce que le système dans son ensemble est tolérant à quelques non-fonctionnements individuels épisodiques (des caractéristiques comme par exemple les seuils de sensibilité des récepteurs de télécommande ou leur immunité aux perturbations harmoniques peuvent être relâchées sans problème). Cela étant, sauf dans les cas associés à un arrêt des charges de puissance qui peuvent être permanents, il sera particulièrement préféré de mettre en oeuvre des solutions pour le retour automatique des dispositifs au mode fonctionnel selon l'invention. Par exemple un retour automatique au bout d'un temps maximum en mode dérogé ou par la survenue d'un nombre déterminé de consignes appropriées. -27- L'invention prévoit que dans un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, lesdits moyens de commande soient agencés pour que la prochaine action de l'utilisateur sur ces derniers ait l'effet attendu le plus probable compte tenu de l'état fonctionnel du dispositif.
Il s'agit d'un raffinement de la caractéristique technique précédente dont le but est d'améliorer l'ergonomie d'un dispositif qui généralement est mis en oeuvre sous la forme d'un appareil relativement rustique pouvant n'avoir qu'un seul bouton et un ou deux voyants pour interagir avec l'utilisateur pour l'ensemble de ses fonctions.
L'invention concerne aussi un procédé exécuté dans un dispositif pour piloter le fonctionnement d'au moins une charge de puissance appartenant à une installation électrique terminale d'un réseau de distribution électrique en fonction d'au moins une information issue d'un compteur d'énergie associé à l'installation, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes au cours desquelles : - On élabore de manière autonome au moins une consigne à partir d'au moins une information d'intérêt extraite d'une information issue d'un compteur d'énergie qui est reçue; et - On modifie l'état fonctionnel de la charge de puissance pilotée en fonction de l'au moins une consigne; et - On offre à l'utilisateur la possibilité d'imposer au moins un état fonctionnel à la charge de puissance pilotée par ledit dispositif.
On entend par « de manière autonome » que le procédé selon l'invention ne requière pas d'étapes exécutées dans un autre appareil que ledit dispositif, contrairement aux solutions techniques connues qui nécessitent l'exécution d'étapes dans un appareil central appelé selon les fonctionnalités offertes gestionnaire d'énergie, délesteur, dispositif d'effacement etc. « de manière autonome » signifie également que toutes les étapes du procédé sont exécutées dans un seul dispositif selon l'invention donné. Autrement dit, si l'installation terminale comprend plusieurs dispositifs selon l'invention, chacun d'entre eux exécute le procédé isolément sans avoir à tenir compte ni même à connaitre l'existence des autres dispositifs.35 -28- Dans certaines variante, il est prévu en outre d'inhiber au moins temporairement toute modification automatique de l'au moins un état fonctionnel après que l'utilisateur ait imposé un état fonctionnel à la charge de puissance pilotée par le dispositif.
Le procédé selon l'invention prévoit aussi en outre une étape de désynchronisation de l'appel de puissance d'une charge de puissance pilotée par un dispositif. Ceci relativement à l'appel de puissance d'au moins une autre charge de puissance pilotée par au moins un autre dispositif au sein de la même installation électrique terminale et/ou au sein du même réseau de distribution électrique. On appelle « l'appel de puissance » d'une charge de puissance, toute modification de l'état fonctionnel de la charge de puissance conduisant à une augmentation de la puissance qu'elle soutire dans l'installation. Le cas le plus trivial est celui de la mise en marche à sa puissance maximale d'une charge précédemment arrêtée. Cela étant, l'invention prévoit aussi d'organiser la désynchronisation de tout changement d'état fonctionnel intermédiaire conduisant à une augmentation significative de la puissance soutirée dans l'installation par la charge de puissance pilotée lorsqu'elle passe d'un état fonctionnel de marche à un autre état fonctionnel de marche de plus forte puissance. L'étape de désynchronisation est avantageusement mise en oeuvre en utilisant les solutions techniques de temporisation variable au sein de chaque dispositif décrites précédemment. Le procédé selon l'invention comprend en outre une étape au cours de laquelle la constatation d'un dépassement d'une limite de puissance dans l'installation électrique terminale provoque la mise à l'arrêt inconditionnelle la charge de puissance pilotée par le dispositif. Le procédé prévoit en outre une étape au cours de laquelle au moins une temporisation d'une durée spécifique à chaque dispositif est exécutée lorsque les conditions d'une mise en marche de la charge à la puissance prévue sont réunies, l'arrivée à échéance de ladite temporisation provoquant la mise en -29- marche de la charge pilotée à la puissance prévue. Les conditions d'une mise en marche du dispositif étant réunies quand la mise en marche est requise dans le cadre du fonctionnement prévu de l'appareil et que la différence entre la puissance instantanée soutirée dans l'installation et la limite à ne pas dépasser est supérieure ou égale à la puissance prévue pour la charge de puissance. La limite de puissance à ne pas dépasser dans l'installation n'étant pas nécessairement la puissance souscrite ou la puissance de coupure mais peut être quelconque. De même, la puissance de la charge n'est pas nécessairement sa puissance maximale mais une puissance non nulle quelconque inférieure à sa puissance maximale. Le procédé prévoit en outre une étape au cours de laquelle on met en marche inconditionnellement la charge de puissance pilotée pour forcer le dépassement d'une limite de puissance dans l'installation électrique terminale et provoquer l'arrêt inconditionnel des charges de puissance, la durée d'au moins une temporisation étant modifiée relativement à l'itération précédente de l'étape au cours de laquelle la charge pilotée est mise en marche à la puissance prévue à l'arrivée à échéance de l'au moins une temporisation. Le procédé selon l'invention comprend en outre une étape au cours de laquelle l'atteinte d'une valeur, ou d'une combinaison de valeurs, pour au moins une information d'intérêt issue du compteur est interprétée par le dispositif qui la reçoit comme étant un ordre de commande à distance de la charge de puissance pilotée. L'invention concerne aussi un système pour piloter le fonctionnement d'au moins une charge de puissance appartenant à une installation électrique terminale en fonction d'au moins une information issue d'un compteur d'énergie associé à ladite installation électrique terminale. Le système selon l'invention comprend : Un compteur d'énergie électrique comprenant des moyens pour transmettre au moins une information d'intérêt à au moins un dispositif de l'installation électrique terminale; et Au moins un dispositif comprenant des moyens, pour recevoir au moins une information d'intérêt issue d'un compteur électrique, et pour piloter de manière autonome le fonctionnement d'une charge de -30- puissance de l'installation électrique terminale en fonction de l'au moins une information d'intérêt. On entend par « pour piloter de manière autonome le fonctionnement d'une charge de puissance » que l'invention ne requière pas la présence dans l'installation d'un autre type d'appareil comme par exemple la centrale d'un automatisme ou un gestionnaire spécialisé. Le dispositif selon l'invention et la charge pilotée sont avantageusement agencés sous la forme d'un appareil unique mais ils peuvent aussi former deux entités fonctionnelles physiquement séparées dans d'autres variantes de mise en oeuvre. Il est prévu que le système selon l'invention comprenne en outre au moins un dispositif apte à diffuser et/ou à répéter l'au moins une information d'intérêt de sorte qu'elle puisse être reçue par des appareils situés dans les locaux associés à ladite installation électrique terminale. Un dispositif apte à diffuser l'information issue du compteur dans l'installation terminale est prévu pour mettre ladite information à la disposition des dispositifs selon un standard qu'ils sont capable de recevoir et d'interpréter. La fonction de répéteur vise à étendre la portée des communications au sein de l'installation tout en restant dans le cadre de systèmes de communication à basse puissance. L'utilisation de standards de communication de type LAN fonctionnant en mode maillé (MESH en langue anglaise) sera préférée en ce que chaque point du réseau local constitué par les dispositifs selon l'invention sera nativement rendu apte à répéter l'information pour en accroitre la portée. Il est également prévu de faire le choix d'un seul émetteur compris dans une passerelle connectée à une sortie du compteur, complété le cas échéant par un ou plusieurs répéteurs dans l'installation pour minimiser le cout des dispositifs de pilotage des charges de puissance selon l'invention qui sont potentiellement les plus nombreux dans une installation. Ces derniers ne comprenant alors qu'un sous-ensemble de réception compatible avec l'émetteur et avec le ou les répéteurs du système. Il est prévu que l'au moins un dispositif apte à diffuser et/ou à répéter l'au 35 moins une information d'intérêt soit en outre, apte à ajouter dans - 31 - l'information diffusée et/ou répétée au moins une information externe au compteur, et/ou apte à modifier l'information issue du compteur avant diffusion et/ou répétition. Par exemple il est prévu que la passerelle selon l'invention comprenne en outre une horloge temps réel, apte à compléter une information issue du compteur qui ne comprendrait pas de données d'horodatage, pour que l'information diffusée par la passerelle aux dispositifs de l'installation électrique terminale comprenne une information en rapport avec l'heure, et le cas échéant avec la date et/ou le jour, à l'instant de l'émission.
Il est prévu aussi que la passerelle reformate et/ou complète l'information reçue du compteur pour la diffuser dans un format où les données sont au moins en partie reprises dans celles reçues du compteur, le cas échéant complétées par des données externes au compteur, et possiblement réorganisées avant leur diffusion aux dispositifs de l'installation selon un autre standard. Ainsi, il est par exemple prévu d'utiliser la passerelle selon l'invention en France pour anticiper la généralisation du compteur communicant « Linky » en diffusant aux dispositifs l'information directement dans le format standard complet apte à diffuser toutes les informations issue de ce type de compteur. Ceci à partir d'une source d'information moins riche dite « historique » issue d'un compteur électronique de la génération précédente, voir de la simple reprise de l'état binaire heures creuses / heures pleines délivré par le relais de télécommande associé à un compteur électromécanique. Les données de l'information complète diffusées aux dispositifs ne pouvant pas être renseignées, par reprise directe d'une information issue du compteur, par reconstitution, par calcul ou par complémentation, sont mises à une valeur interprétée par les dispositifs qui les reçoivent comme sans signification. Les données d'horodatage sont un bon exemple de données utiles pouvant être ajoutées par la passerelle aux données reçues d'une sortie télé-information client « historique » pour faire bénéficier les dispositifs de l'installation d'un service appréciable pour la gestion du confort, ceci sans attendre la généralisation de compteurs plus sophistiqués délivrant nativement cette information. De même le valeur de puissance qui remplacent dans les informations issues des nouveaux compteurs des informations analogues exprimées sous la forme d'intensité dans les compteurs de génération précédente peuvent être calculées par la - 32 - passerelle en multipliant les valeurs d'intensité, par exemple les intensités instantanée et souscrite, par la valeur de la tension mesurée localement dans la passerelle ou plus simplement par la valeur constante de la tension nominale du réseau électrique qui donne un résultat suffisamment précis pour la plupart des applications. De même, il est prévu de mesurer le courant ou la puissance instantané soutiré par l'installation dans la passerelle, par exemple au moyen d'un transformateur de courant, d'un shunt ou d'un capteur optique de vitesse de rotation du disque, et d'y paramétrer manuellement la valeur de la puissance souscrite pour que la passerelle diffuse dans l'installation une information apte à permettre la mise en oeuvre du procédé de limitation de puissance selon l'invention à partir de l'information issue d'un compteur électromécanique qui se limite à l'état tarifaire en cours et, le cas échéant, de la reprise d'index et/ou d'analyse de la vitesse de rotation du disque par des interfaces optoélectroniques appropriées. Il est aussi prévu que le système selon l'invention comprenne en outre des moyens optionnels tels que des tablettes numériques, des smartphones, des téléviseurs connectés, des ordinateurs etc. Ces terminaux sophistiqués, auxquels la plupart des utilisateurs sont désormais habitués, offrent une ergonomie plus élaborée et plus attractive que celles que peuvent offrir la plupart des dispositifs de l'installation. Le cas échéant, des applications spécifiques sont prévues pour interagir avec des dispositifs selon l'invention. Il est aussi prévu des moyens pour rendre ces terminaux capables de transmettre des informations, et le cas échéant d'en recevoir, pour le paramétrage et/ou le réglage et/ou le contrôle-commande des dispositifs selon l'invention. Ceci directement ou par le biais d'une passerelle appropriée. Ces moyens optionnels sont prévus pour améliorer le confort lors des réglages et le cas échéant pour augmenter les possibilités de paramétrage et/ou de programmation offertes par les dispositifs. Il est aussi prévu que la connexion directe ou indirecte des dispositifs selon l'invention à Internet donne accès à des services supplémentaires en lien avec la gestion- de l'énergie et/ou avec l'assistance à l'utilisation et/ou la maintenance et/ou le contrôle-commande à distance des appareils.35 - 33 - Il est prévu que le dispositif selon l'invention soit mis en oeuvre sous plusieurs formes pour couvrir l'ensemble des besoins de la manière la plus pertinente, ceci sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, il est prévu que le dispositif soit mis en oeuvre sous la forme d'un appareil autonome apte à piloter la ou les charges de puissance pour lesquelles il a été plus particulièrement conçu, par exemple sous la forme d'un appareil de tableau électrique dans un boitier conforme au standard DIN pour piloter un chauffe-eau électrique. La mise en oeuvre du dispositif est aussi prévue sous la forme d'un appareil autonome plus particulièrement dédié au pilotage d'appareils de chauffage et/ou de climatisation électrique dont les circuits de puissance et possiblement de commande arrivent au tableau électrique. Il est particulièrement préféré que le dispositif selon l'invention soit intégré dans un appareil comprenant au moins une charge de puissance, par exemple dans des convecteurs électriques, dans des chauffe-eau, dans des climatiseurs ou dans des appareils électroménagers mettant en oeuvre l'invention sans qu'il soit nécessaire d'y adjoindre un dispositif de pilotage externe. Il est aussi prévu des variantes de mise en oeuvre comprenant plusieurs dispositifs selon l'invention sur le plan fonctionnel dans un même boitier, le partage de moyens techniques communs conduisant à des économies substantielles. Par exemple dans le cas d'un dispositif selon l'invention plus spécifiquement dédié au pilotage de convecteurs électriques du parc existant, rassemblant dans un même boitier au standard DIN trois dispositifs fonctionnellement séparés pour piloter de manière indépendante selon l'invention trois groupes de charges de puissance. Une telle variante de l'invention permet de répondre de manière plus explicite et économique au besoin de pilotage des convecteurs électriques d'un logement. Dans ce cas, trois charges de puissances formant chacune des entités fonctionnelles uniques peuvent être identifiées et pilotées selon l'invention : l'ensemble des convecteurs de la zone jour équipant le salon et la cuisine, l'ensemble des convecteurs de la zone nuit équipant les chambres et l'ensemble des points de chauffage ou sèche-serviette des salles de bain. Cette mise en oeuvre permet à trois dispositifs selon l'invention de partager un boitier, un emplacement dans le tableau électrique, des moyens d'alimentation, des moyens matérialisant l'interface homme-machine, le microcontrôleur, les moyens de réception des informations produites par le compteur électrique, seules trois sorties -34- séparées sont nécessaires dans cet exemple. Par exemple trois sorties de type « fil pilote » et/ou trois sorties connectées à des relais de puissance internes ou trois sorties de commande vers des relais de puissance externes. Dans cette logique, la mise en oeuvre de l'invention peut faire l'objet d'autres regroupements de moyens, ceci sans sortir du cadre du pilotage d'une charge de puissance par dispositif selon l'invention. Ainsi un même appareil de tableau électrique au standard DIN, avec peu de moyens supplémentaires par rapport à la mise en oeuvre d'un seul dispositif, peut regrouper 3 dispositifs selon l'invention pour piloter trois zones de convecteurs électriques distinctes, un dispositif pour piloter le chauffe-eau électrique et une passerelle radiofréquence ou CPL permettant de rendre facilement accessible à tout autre dispositif installé en dehors du tableau électrique, les informations issues du compteur électrique qui auront été complétées et/ou modifiées le cas échéant.
Il est prévu que le système selon l'invention comprenne en outre au moins un logiciel de gestion basé sur la modélisation du comportement des dispositifs au sein du réseau électrique pour l'aide à la conduite du réseau et/ou dans le cadre d'une conduite automatisée du réseau de distribution électrique. En effet, les dispositifs pour piloter le fonctionnement d'une charge de puissance installés dans un réseau et le procédé associé ont un fonctionnement déterministe qu'il est possible de modéliser. Dès lors, un logiciel mettant en oeuvre le modèle comportemental du système selon l'invention est avantageux pour prévoir les actions de pilotage à distance à mettre en oeuvre par l'exploitant du réseau ainsi que leur chronologie en fonction des contraintes d'exploitation du moment. Les contraintes d'exploitation peuvent être par exemple les prévisions de puissance électrique totale disponible dans le réseau ou dans la partie du réseau concernée par les dispositifs à piloter et la puissance demandée correspondante qui est prévue au cours de la même période. Il est également prévu de tenir compte de la gestion tarifaire de l'énergie électrique dans le cadre d'un pilotage particulièrement optimisé du système. Dans une variante de mise en oeuvre préférée de l'invention, le logiciel de conduite du système selon l'invention est connecté aux moyens de télécommande utilisés pour transmettre des ordres aux dispositifs dans le réseau de distribution électrique concerné et au système de conduite et de - 35 - supervision qui se trouve en amont pour permettre une conduite automatisée du système selon l'invention.
Brève description des dessins D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en oeuvre nullement limitatifs, et des dessins annexés où : La figure 1 illustre un système selon l'invention.
La figure 2 illustre une première variante du dispositif. La figure 3 illustre une seconde variante du dispositif. La figure 4 illustre une troisième variante du dispositif. La figure 5 illustre un dispositif pour piloter un chauffe-eau. La figure 6 illustre l'intégration d'un dispositif dans un chauffe-eau.
La figure 7 illustre l'intégration d'un dispositif dans un convecteur. La figure 8 illustre l'intégration complète d'un dispositif dans un convecteur. La figure 9 illustre les modalités de changement d'état de la charge prévues. La figure 10 illustre une variante où la temporisation est de durée variable. La figure 11 illustre une variante où la variabilité vient de l'environnement.
La figure 12 illustre une variante où des temporisations sont relancées. La figure 13 illustre une variante avec gestion des priorités. La figure 14 illustre le procédé de pilotage des charges selon l'invention. La figure 15 illustre le procédé d'évitement d'un dépassement de puissance. La figure 16 illustre le procédé de gestion de la limitation de puissance.
La figure 17 illustre le procédé de télécommande selon l'invention. La figure 18 illustre une réalisation du dispositif séparée de la charge pilotée. La figure 19 illustre une réalisation du dispositif intégrée dans un appareil. Description détaillée des figures et des modes de réalisation D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs : La figure 1 illustre un système selon l'invention dans lequel des dispositifs 1 35 pilotent une charge de puissance 2 dans des installations électriques -36- terminales 3 d'un réseau de distribution électrique 4. Selon les variantes de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif et la charge de puissance qu'il pilote forment un appareil unique (D1, D3) ou le dispositif (D2, D4) et la charge de puissance pilotée (PC2, PC4) sont des appareils distincts en communication fonctionnelle. Chaque dispositif 1 comprend un sous-ensemble de réception 5 apte à recevoir l'information issue du compteur d'énergie électrique 6. Ces moyens sont par exemple des sous-ensembles de réception ou d'émission-réception par courants porteurs ou par radiofréquence. Des moyens de transmissions bidirectionnels sont avantageusement utilisables pour améliorer la qualité et la portée des transmissions par répétition des informations par tout ou partie des dispositifs de l'installation. Ceci en particulier si un protocole pour réseau maillé est utilisé. Dans l'installation électrique terminale 3a, le compteur 6 comprend un sous-ensemble d'émission 7 directement apte à transmettre l'information 9 issue du compteur 6 aux dispositifs 1 de l'installation correspondante 3a. Dans l'installation électrique terminale 3b, l'information 9 issue du compteur 6 est reçue au moyen d'une liaison 10 par une passerelle 8 qui comprend un sous-ensemble d'émission 7 apte à transmettre l'information 9 issue du compteur 6 aux dispositifs 1 de l'installation correspondante 3b. Ces moyens sont par exemple des sous-ensembles d'émission ou d'émission-réception par courants porteurs ou par radiofréquence qui sont appropriés sur les plans technique et réglementaire pour un usage dans le cadre des installations terminales en aval des compteurs. Les compteurs 6 comprennent des moyens aptes à recevoir une information 11 issue du système d'information 12 de l'exploitant du réseau de distribution électrique 4. Ces moyens sont par exemple des sous-ensembles de transmission par courants porteurs ou par radiofréquence robustes dont les protocoles tels que DLMS/COSEM sont réservés pour les communications dans le cadre du système qui se trouve en amont des installations terminales. Les moyens utilisés sont bidirectionnels pour permettre la télé relève des index de comptage. L'information 9 issue du compteur 6 comprend généralement des données de comptage issues du sous-ensemble de métrologie du compteur, des données directement ou indirectement issues de l'information 11 issue du système d'information 12 de l'exploitant et des données d'état du compteur. -37- La figure 2 illustre une première variante du dispositif 1 proposé sous la forme d'un sous-ensemble indépendant et autonome prévu pour être connecté en entrée 13 à l'installation électrique terminale et en sortie 14 à une charge de puissance dont l'état fonctionnel est piloté directement par son alimentation électrique. Une telle charge peut être par exemple un chauffe-eau électrique. Cette variante peut être encapsulée par exemple dans un boitier en plastique au standard DIN pour être montée dans un tableau électrique. Cette variante du dispositif peut aussi former un sous-ensemble technique fonctionnel prévu pour être intégré dans un appareil comprenant une charge de puissance. Cette formule étant adaptée par exemple aux besoins d'industriels proposant des d'appareils électriques simples, normalement vendus sans mise en oeuvre de l'invention et optionnellement avec. Cet exemple de mise en oeuvre comprend un récepteur à courants- porteurs 15, un bloc fonctionnel de contrôle 16 et un relais de puissance 17 alimentant ou non une charge de puissance externe par une connectique appropriée 14. La figure 3 illustre une seconde variante du dispositif 1 prévue pour être intégrée dans un appareil comprenant une charge de puissance et des moyens de contrôle comme par exemple un clavier et un écran pour régler en outre les paramètres de fonctionnement du dispositif. Cette variante se distingue de la précédente en ce qu'elle comprend un récepteur radiofréquence 18 pour recevoir l'information issue du compteur au lieu d'un récepteur CPL. Cette variante comprend en outre une liaison bidirectionnelle isolée galvaniquement 19 prévue pour transmettre des commandes à l'électronique de contrôle d'un appareil comprenant au moins une charge de puissance à piloter. Cette variante prévoit également que le dispositif reçoive des commandes venant de l'interface homme-machine de l'appareil dans lequel il doit être intégré. La figure 4 illustre une troisième variante du dispositif 1 qui se distingue des précédentes par la présence d'un émetteur de télécommande pour piloter la charge de puissance par l'intermédiaire de l'électronique de contrôle de l'appareil qui la contient sans avoir à la modifier. Les caractéristiques de -38- l'émetteur de télécommande sont adaptées à celles des appareils à piloter. Cet exemple met en oeuvre un projecteur infrarouge 20 dit « IR blaster », suffisamment puissant et omnidirectionnel pour exploiter les réflexions sur le plafond et sur les murs et ainsi permettre une installation aisée sans réglage précis de son orientation dans la pièce où se trouve l'appareil à piloter. La figure 5 illustre un dispositif 1 pilotant un appareil externe 2 comprenant une charge de puissance comme par exemple un chauffe-eau électrique. Le dispositif est dans cet exemple encapsulé dans un boitier standard modulaire de type « rail DIN » prévu pour une installation dans un tableau électrique. Le dispositif dans cet exemple comprend au moins un bouton poussoir et au moins un voyant pour permettre à l'utilisateur d'imposer l'état fonctionnel de son choix à la charge de puissance. Cette variante du dispositif reçoit l'information du compteur 6 par une liaison filaire 10 connectée par exemple à la sortie télé-information client d'un compteur français. Cette variante est aisément adaptable à d'autres types de sorties d'information de compteur (IEC62056-21, USB, liaison par fibre optique etc.). Cette variante comprend en outre avantageusement une fonction de passerelle 8 qui assure la diffusion de l'information issue du compteur aux autres possibles dispositifs de l'installation. La figure 6 illustre l'intégration d'un dispositif 1 dans un chauffe-eau électrique haut de gamme bénéficiant de tous les avantages de l'invention et qu'il suffit de raccorder directement à l'installation électrique terminale sans appareil intermédiaire. Cet appareil est directement asservi au palier tarifaire de l'électricité en exploitant les informations d'intérêt correspondantes qu'il reçoit. Il met également en oeuvre les solutions de l'invention à base d'au moins une temporisation pour décaler les cycles de marche des chauffe-eau d'une installation à l'autre pour écraser la pointe de demande en énergie qui survient dans le réseau de distribution lors des passages aux paliers tarifaires économiques comme par exemple lors du passage en heures creuses en France. L'appareil participe en outre au procédé de limitation de la puissance soutirée dans l'installation pour permettre la réduction de la puissance souscrite, par exemple d'une tranche de 3KVA ou de deux, avec un parc d'appareils dans l'installation dont la puissance cumulée est très excédentaire -39- par rapport à la puissance souscrite. Ceci sans réduction notable du confort perçu ni risque de disjonction inopinée de l'installation. Le choix d'une cuve verticale de petite section relativement à sa hauteur fait naitre « l'effet de piston » entre le volume d'eau froide dans la partie basse, où se trouve l'arrivée d'eau froide et la charge de puissance assurant le chauffage de l'eau, et le volume d'eau chaude qui s'accumule dans la partie haute vers le point d'extraction. Cette configuration de l'appareil est favorable à une mise en oeuvre efficace de la capacité variable selon l'invention. Un tableau de bord 21 placé à une hauteur facilitant les réglages et comprenant l'électronique du dispositif offre une interface homme-machine appropriée pour l'utilisation de l'appareil. On y trouve au moins les commandes habituelles qui dans les installations classiques sont placées sur le relais du tableau électrique prévu pour l'asservissement du chauffe-eau au tarif heures creuses/heures pleine, c'est-à-dire une commande d'arrêt permanent, une commande de marche forcée à retour automatique en mode automatique et un réglage de la capacité d'eau chaude souhaitée par l'utilisateur. Des versions plus sophistiqués prévoient en outre un choix de programme permettant de faire automatiquement varier la quantité d'eau chaude produite en fonction de l'occupation prévue des locaux lorsqu'elle est cyclique. Par exemple en produisant 100L d'eau chaude tous les deux jours en semaine et 300L le weekend ce qui correspond aux besoins de certaines familles. La présence d'informations d'horodatage dans l'information issue du compteur facilite la mise en oeuvre de fonctions de programmation horaire et/ou calendaire délocalisées dans les appareils en ce qu'il n'est plus nécessaire d'embarquer une horloge-calendrier et sa source d'énergie sauvegardée et de la maintenir à l'heure et/ou à la date dans chaque programmateur. Enfin, ce chauffe eau offre la possibilité à l'exploitant du réseau de distribution de recevoir des ordres de commande à distance forçant inconditionnellement et immédiatement l'arrêt ou la mise en marche de la charge de puissance pour répondre à des impératifs de la gestion du réseau. Bien entendu, s'agissant de matériel appartenant à l'utilisateur, il est prévu de permettre à ce dernier la possibilité d'isoler au moins temporairement son ou ses appareils de toutes commandes à distance venant de l'exploitant. A charge de ce dernier de proposer à ses clients des incitations à mettre leur parc d'appareils de -40- puissance à sa disposition pour une participation à la gestion du réseau électrique. La figure 7 illustre une première variante d'intégration dans un convecteur.
Dans cet exemple d'intégration, l'électronique de contrôle 22 de la charge de puissance 2, dans le cadre de sa fonction de chauffage, est séparée de l'électronique mettant en oeuvre le dispositif 1 selon l'invention. Une interface appropriée 19, qui est généralement isolée galvaniquement pour apporter des degrés de liberté aux concepteurs dans la fixation des potentiels, assure la communication fonctionnelle entre les deux sous-ensembles. Ce choix qui privilégie la souplesse d'adaptation à l'optimisation de l'intégration est approprié lorsque l'appareil est principalement vendu en version de base et marginalement dans des versions mettant en oeuvre l'invention.
La figure 8 illustre une seconde variante d'intégration dans un convecteur. Cette variante au contraire de la précédente pousse à son maximum l'optimisation de l'intégration du dispositif selon l'invention et des fonctions de base d'un appareil de chauffage telles que la régulation de température et la commutation de la charge de puissance par des moyens électroniques.
Cette variante fait bénéficier le convecteur électrique de la plupart des fonctionnalités de l'invention telles que décrites dans le cas du chauffe-eau de la figure 6. Cette variante prévoit un tableau de bord analogue à ceux des convecteurs classiques auxquels les utilisateurs sont habitués. Le choix de programmes offerts sur le convecteur intégrant le dispositif est nettement amélioré par la mise en oeuvre de l'invention, tant sur le plan de la richesse fonctionnelle que sur le plan de la précision horaire et de la fiabilité du service rendu. Ceci, sans pour autant rendre plus compliqué le tableau de bord et l'utilisation de l'appareil. Ceci est réalisé grâce à l'exploitation des informations d'horodatage issues du compteur, ou de la passerelle le cas échéant, qui sont reçues par le dispositif et mises à jour à chaque transmission de l'information. Le dispositif compare continument l'information d'horodatage qu'il reçoit à des éléments d'information qui leur sont homogènes et qui sont en relation avec les changements d'état fonctionnel de la charge de puissance pilotée. Par exemple, la survenue d'un évènement de -41- programmation horaire modifie la température de consigne du régulateur et le rapport cyclique de pilotage de la charge de puissance qui en découle. La figure 9 illustre les modalités de changement d'état de la charge prévues. a) illustre une variante du dispositif selon l'invention dans laquelle tous les changements d'état de la charge de puissance résultent de changements de consignes (S1 et S2). b) illustre une variante préférée du dispositif où le premier changement d'état de la charge de puissance est consécutif à un changement de consigne (S).
Le second changement d'état de la charge étant consécutif à l'arrivée à échéance d'une temporisation d'une durée T qui a été lancée lors du changement de consigne (S). Cet exemple illustre le cas où une consigne impliquant un grand nombre de charges de puissance dans le réseau électrique conduit l'ensemble des charges concernées à passer à l'état d'arrêt de manière synchrone. Par exemple dans le cas de la réception d'un ordre de commande à distance visant l'effacement des charges. Il est avantageux dans ce cas que le temps séparant le changement de consigne et le changement d'état effectif des charges soit le plus court possible. S'agissant d'un arrêt des charges de puissance, le synchronisme de l'événement n'est pas un problème pour le réseau électrique. Le changement d'état complémentaire de la charge de puissance est géré localement dans chaque dispositif. Il est provoqué par l'arrivée à échéance d'une temporisation déclenchée par le changement de consigne (S). C) illustre le cas d'un changement d'état différé. Le changement d'état de la charge est géré localement au sein de chaque dispositif par une temporisation d'une durée T, qui est lancée dès que le changement de consigne (S1), qui aurait dû conduire au changement d'état, se produit. Le changement d'état effectif correspondant de la charge de puissance se fait automatiquement à l'arrivée à échéance de la temporisation. Le changement d'état complémentaire se fait lors d'un changement de consigne approprié (S2). D) illustre le cas d'un premier changement d'état différé à l'échéance d'une première temporisation de durée Ti comme dans le cas C). Le changement d'état complémentaire se faisant à l'arrivée à échéance d'une seconde temporisation de durée T2. - 42 - La figure 10 illustre une variante encore plus préférée de l'invention où la durée de la temporisation est variable d'un dispositif à l'autre. Cette variante introduit un élément de variabilité individuel pour chaque dispositif dans la durée de la temporisation dont l'arrivée à échéance conditionne le retour à l'état initial de la charge de puissance. Dans le cas d'une commande à distance d'effacement des charges de puissance, l'état initial est celui d'avant le changement de consigne ayant conduit immédiatement tous les dispositifs concernés à changer d'état de manière synchrone. L'élément de variabilité est agencé pour maximiser la différentiation d'un dispositif à l'autre entre une limite basse et une limite haute permettant à l'exploitant de connaitre par avance les fenêtres temporelles maximales de chacune de ses actions. Il est ainsi possible de prévoir le comportement du réseau par simulation au moyen d'un modèle mathématique approprié.
La courbe a) illustre la valeur minimale de la temporisation variable. Cette valeur est déterminée pour néanmoins produire un effet sur le réseau et pour protéger la charge de puissance des effets possiblement néfastes de cycles de commutation trop courts. La courbe b) illustre une première valeur de temporisation pour un dispositif 20 donné. La courbe c) illustre la valeur de temporisation propre au nième dispositif selon l'invention présent dans le réseau et fait de même changement de consigne que ceux qui sont associés aux courbes a) et b). La courbe d) illustre la valeur maximale que peu prendre la temporisation 25 variable dans le cadre d'une mise en oeuvre donnée de l'invention. La durée 23 représente l'excursion temporelle maximale de la partie variable de la temporisation. La figure 11 illustre une variante où la variabilité vient de l'environnement. 30 Les deux courbes a) et b) illustrent un exemple de variable d'environnement pouvant être utilisée dans le calcul de la valeur de la temporisation de chaque dispositif. La méthode de calcul utilisée dans le programme du microcontrôleur mettant en oeuvre l'invention est agencée pour que le résultat en termes de durée de temporisation soit encadré par une valeur 35 minimale et une valeur maximale, que la probabilité d'obtenir les mêmes - 43 - valeurs soit faible et que les valeurs individuelles soit fortement différenciées les unes de autres. La durée 23 représente l'excursion temporelle maximale de la partie variable de la temporisation en fonction d'une variable d'environnement. Dans cet exemple, la température est la variable d'environnement choisie parce que son potentiel de variabilité d'un dispositif à l'autre est important et que les microcontrôleurs modernes qui comprennent un convertisseur analogique-numérique comprennent généralement aussi un moyen pour mesurer la température de la puce. Ce choix permet la mise en oeuvre de ce raffinement de l'invention à un coût marginal nul en dehors de celui du stockage du code supplémentaire nécessaire à la mise en oeuvre de la fonctionnalité. La figure 12 illustre une variante où des temporisations sont relancées dans le cadre des télécommandes par l'exploitant du réseau de distribution 15 électrique d'une charge de puissance de l'installation terminale selon l'invention. Cette figure illustre un raffinement fonctionnel de l'invention qui permet à_ l'exploitant d'étaler plus encore la pointe de puissance si nécessaire en répétant la transmission de la commande initiale à des moments 20 judicieusement choisis au moyen d'un outil d'aide à la conduite de réseau par simulation. Dans cet exemple, pour les courbes a) et c), tout se passe comme illustré précédemment par la figure 10 car leur temporisation est arrivée à échéance avant la réception d'une commande répétée 24, ou avant la réception d'une commande spécifique à la relance de temporisation le cas 25 échéant. Pour les courbes b) et d), les temporisations des dispositifs ne sont pas encore arrivées à échéance lorsque la nouvelle commande 24 est reçue. Le raffinement de l'invention opère alors par une relance des temporisations de ces seuls appareils. Ceci a pour effet d'étaler de plus en plus la pointe de 30 puissance en impliquant un nombre de dispositifs qui va en diminuant jusqu'à ce qu'il ne soit plus nécessaire de répéter à nouveau la commande. La durée 23 représente l'excursion temporelle maximale de la partie variable de la temporisation après extension par la répétition des commandes. Ce raffinement fonctionnel de l'invention accroit la flexibilité et les possibilités 35 d'étalement des pointes de puissance sans nécessiter de moyens - 44 - supplémentaires pour sa mise en oeuvre et sans accroitre de manière importante le trafic sur le réseau. La figure 13 illustre une variante avec gestion de priorités.
Cette figure illustre la gestion de priorités dans l'accès à la puissance électrique selon l'invention. Les dispositifs selon l'invention sont agencés pour gérer plusieurs niveaux de priorité. Chaque dispositif participant doit connaitre le niveau de priorité qui lui est affecté. Ceci peut se faire lors de la fabrication du dispositif ou de l'appareil qui le contient dans le cas des priorités dépendant des usages de l'électricité ou de la puissance de la charge. Dans les autres cas, un paramétrage local de chaque dispositif, ou encore un télé-paramétrage selon les possibilités du système de transmission d'informations du réseau, est nécessaire. Les trois chronogrammes a), b) et c) correspondent à trois niveaux de priorités gérés selon le procédé de l'invention. Le procédé est applicable à un nombre quelconque de niveaux de priorité. Chaque niveau de priorité se voit attaché une plage temporelle au sein de laquelle toutes les temporisations des dispositifs concernés doivent arriver à échéance. Les temporisations des dispositifs qui sont associés au niveau de priorité immédiatement moins prioritaire sont avantageusement augmentées d'une valeur fixe de sécurité 27 pour éviter tout phénomène de recouvrement aux frontières des niveaux de priorité adjacents compte tenu des dérives et incertitudes dans les calculs des valeurs de temporisation. Une valeur minimale est aussi avantageusement ajoutée en tête du niveau le plus prioritaire pour les raisons expliquées dans la description de la figure 10. Cette figure illustre également la gestion des temporisations à l'intérieur d'une grille temporelle dont le nombre et la durée des pas élémentaires 28 sont prédéterminés. Ce raffinement fonctionnel facilite la modélisation des comportements du système qui est un complément intéressant de l'invention pour faciliter sa mise en oeuvre dans le cadre d'une gestion déterministe du réseau électrique. Une temporisation s'inscrivant dans une grille temporelle n'est en rien contradictoire avec l'utilisation d'une variable d'environnement ou d'une variable pseudo-aléatoire dans le calcul des temporisations, cela indique seulement que les valeurs calculées sont discrétisées avant utilisation pour - 45 - tomber dans les pas de la grille, cette dernière étant synchronisée dans tous les dispositifs concernés par l'évènement synchrone initial (S). La figure 14 illustre le procédé de pilotage des charges de puissance selon l'invention. Le dispositif exécute continument en boucle successivement l'étape 29 d'élaboration d'au moins une consigne de manière autonome à partir d'au moins une information d'intérêt extraite d'une information issue d'un compteur d'énergie, puis l'étape 30 de modification de l'état fonctionnel de la charge de puissance en fonction de l'au moins une consigne, et l'étape 31 de gestion prioritaire d'au moins une partie des souhaits de l'utilisateur où il lui est offert la possibilité d'imposer au moins un état fonctionnel à la charge de puissance pilotée par ledit dispositif. Dans certaines variantes de mise en oeuvre de l'invention, la possibilité de dérogation prévue par le procédé est temporaire, par exemple dans le cas du forçage à l'état alimenté de la charge de puissance que représente la résistance ou le compresseur d'un chauffe-eau électrique. Une temporisation étant prévue pour replacer automatiquement le dispositif dans le mode automatique dans le quel l'état de la charge de puissance pilotée est imposé par l'au moins une information d'intérêt extraite d'une information issue d'un compteur d'énergie. La figure 15 illustre le procédé d'évitement d'un dépassement de puissance dans l'installation électrique conduisant à une coupure de la fourniture d'électricité.
Il est prévu dans cette première variante du procédé exécuté par un dispositif que la charge de puissance qu'il pilote dans une installation donnée est immédiatement et inconditionnellement mise à l'arrêt par la consigne appropriée qui est élaborée dans le traitement 33 en cas de constatation d'un dépassement de la puissance souscrite au cours d'un test 32 réalisé continument en boucle sur l'au moins une information d'intérêt appropriée extraite d'une information issue d'un compteur d'énergie. Ceci pour s'écarter au plus vite d'un risque de disjonction de l'installation dans son ensemble. La consigne de remise en marche de la charge de puissance ainsi mise à l'arrêt est élaborée dans le cadre d'un traitement externe approprié.35 -46- La figure 16 illustre le procédé de gestion de la limitation de puissance selon l'invention. Cette figure illustre l'élaboration des consignes modifiant l'état fonctionnel des charges de puissance dans l'invention pour limiter la puissance totale demandée à la valeur de la puissance souscrite ou à toute autre valeur donnée comme limite à ne pas dépasser. Par exemple une valeur à ne pas dépasser pour bénéficier d'un tarif avantageux de l'énergie électrique. L'invention peut en effet permettre de rendre acceptable des structures tarifaires complexes dans lesquelles est comprise une incitation financière à ne pas dépasser un seuil de puissance dans l'installation, sans nécessairement qu'il y ait risque de disjonction. Ce procédé de gestion de la limitation de puissance s'appuie sur le procédé d'évitement de dépassement de limite décrit dans la figure 15 où l'on élabore dans le traitement 33 une consigne de mise à l'arrêt de la charge en cas de dépassement constaté au cours du test 32. Tant que le résultat du test 32 indique que la limite fixée pour la puissance cumulée dans l'installation n'est pas atteinte, le test 34 est exécuté. Ce test vérifie si les conditions de dépassement de la puissance limite seraient atteintes en cas de mise en marche de la charge pilotée à la puissance souhaitée dans le cas où la mise en marche de la charge de puissance est requise. Ce test repose sur le calcul préalable de la puissance restant disponible dans l'installation, puis sur la comparaison de la valeur ainsi calculée à la puissance requise par la charge pilotée. On exécute ce test en boucle et on réinitialise la temporisation de mise en marche par le traitement 35 tant que la puissance disponible n'est pas suffisante pour alimenter la charge sans dépassement de la puissance limite. Dès que le test 34 produit un résultat positif indiquant que la charge peut être mise en marche à la puissance souhaitée sans dépassement de puissance limite dans l'installation, le test 36 d'arrivée à échéance de la temporisation de mise en marche est exécuté tant que les conditions pour atteindre ce test sont réunies. Lorsque le résultat du test 36 est positif signalant que la temporisation est arrivée à échéance, une consigne de mise en marche à la puissance souhaitée est élaborée dans le traitement 37 pour que la charge de puissance pilotée soit mise dans l'état fonctionnel correspondant. La durée des temporisations est avantageusement déterminée en fonction de la priorité dans l'accès à la puissance de l'appareil comprenant la charge -47- pilotée. Dans le cadre de classes de priorités données, les temporisations sont avantageusement individualisées dans chaque dispositif de l'installation pour éviter toute mise en marche simultanée des charges susceptible de masquer aux dispositifs les conditions d'un possible dépassement de puissance limite. Les valeurs de temporisations seront choisies par incréments d'une durée minimale déterminée pour que tout dispositif ait le temps de modifier l'état de la charge de puissance qu'il pilote, que le compteur ait le temps de délivrer une mesure stable de la puissance ou de l'intensité instantanée qui en découle et que cette information soit transmise aux dispositifs dans l'installation. Selon les solutions techniques mises en oeuvre dans la chaine de traitements et de transmissions précédente, les durées élémentaires sont par exemple comprises entre 10 secondes et quelques minutes. Dans cet exemple, les dispositifs ayant les durées de temporisation les plus courtes sont servis les premiers jusqu'à atteindre la limite de puissance sans la franchir. Ainsi si la demande globale de puissance dans l'installation est supérieure à la puissance limite, il est possible que des dispositifs restent à l'arrêt dans l'attente de la libération d'une puissance résiduelle suffisante pour servir leurs besoins découlant de l'arrêt d'autres charges dans l'installation. Il est prévu que les dispositifs en attente surveillent continument l'évolution de la puissance disponible dans l'installation par le biais des informations d'intérêt extraites de l'information issues du compteur qu'ils reçoivent. Les dispositifs relancent leur temporisation de remise en marche, ou le cas échéant lancent une temporisation dédiée à la remise en marche des charges dans le cadre de la gestion des attentes, d'une durée avantageusement spécifique à chaque dispositif, sur constatation d'une puissance suffisante pour leur remise en marche. Ainsi, la puissance disponible dans l'installation est partagée entre tous les appareils au gré des arrêts des charges de puissance ayant pour origine les cycles de fonctionnement des appareils ou des commandes reçues des utilisateurs. Il est prévu que chaque dispositif connaisse la puissance de la charge qu'il pilote. Il est prévu des variantes où il s'agit d'une valeur de puissance type imposée pour une catégorie de charge et/ou d'appareil piloté donnée. Par sécurité, pour éviter tout risque de disjonction inopinée, c'est la valeur maximale possible de puissance de charge pour une catégorie de charge et/ou d'appareil donné qui sera retenue. Il est aussi prévu une gestion -48- des puissances selon l'invention qui soit rendue plus optimisée par la connaissance exacte par le dispositif de la puissance de la charge qu'il pilote. Lorsque le dispositif selon l'invention est intégré dans un appareil comprenant une charge de puissance, la valeur de la puissance de la charge pilotée est avantageusement inscrite dans une mémoire du microcontrôleur à la fabrication. Lorsque le dispositif n'est pas associé de manière inséparable à une charge de puissance donnée lors de sa fabrication, il est prévu une étape d'apprentissage au cours de laquelle le dispositif mémorise la valeur de la puissance de la charge qu'il pilote après l'avoir calculée par différence entre l'information de puissance ou d'intensité instantanée soutirée dans l'installation, avec la charge pilotée à l'arrêt, et l'information obtenue avec la charge pilotée en marche. Il est prévu d'exécuter plusieurs cycles d'apprentissage successifs avant mise en mémoire définitive de la valeur de la puissance de la charge pilotée, et par exemple de retenir la valeur majoritaire, pour éliminer le risque d'erreur venant de la mise en marche ou de la mise à l'arrêt d'une autre charge dans l'installation entre les deux mesures. L'invention prévoit que les dispositifs-appareils les moins prioritaires dans l'accès à la puissance électrique soient ceux qui on la plus forte inertie et/ou dont l'arrêt de alimentation de la charge de puissance ne pose pas de problème. C'est au sein de la catégorie des appareils les moins prioritaires qu'il est susceptible d'y avoir des attentes à gérer car il est fréquent que la somme des puissances pouvant être demandées dans une installation dépasse la puissance souscrite. Il est remarquable que l'invention mise en oeuvre pour piloter des charges de puissance comprenant des convecteurs électriques, permette de limiter la puissance totale appelée dans une installation sans gestionnaire de puissance et sans même que les dispositifs ne requièrent obligatoirement un sous ensemble d'émission pour transmettre des informations. Ceci sans qu'il y ait disjonction et tout en assurant un partage naturel de la puissance disponible entre tous les appareils. Par l'effet des arrêts naturels de chaque appareil de chauffage lorsque sa consigne de température est atteinte, des occasions s'ouvrent régulièrement pour que des dispositifs en attente aient accès à la puissance disponible à leur tour. Il est aussi remarquable que les utilisateurs puissent modifier selon leurs souhaits la répartition de l'accès à la puissance électrique pour les dispositifs en obtenant l'effet attendu par le simple réglage naturel -49- des appareils selon leur intuition. En effet, par exemple le chauffage d'une chambre d'enfant ou de la chambre d'un malade, que tout utilisateur aimerait naturellement privilégier par rapport à d'autres pièces d'un logement, ne nécessite qu'un réglage plus élevé des températures de consigne des pièces jugées prioritaires. L'effet induit sur les dispositifs selon l'invention est que le rapport cyclique des charges de puissance dans les dispositifs réglés comme étant les plus prioritaires relativement au service qu'il fournissent, tiennent les charges de puissance à l'état de marche plus longtemps que les dispositifs relativement moins prioritaires, ces derniers restant plus longtemps en attente est sont de fait moins prioritaires également dans l'accès à la puissance électrique selon l'invention. Il est cependant prévu d'autres variantes de mise en oeuvre pour le partage de la puissance restante par rotation entre les appareils ayant la plus faible priorité dans l'accès à la puissance. Par exemple un dispositif pilotant une charge de basse priorité ne la remet en marche que pour une durée déterminée par une temporisation avant de l'arrêter à nouveau pour laisser l'occasion à un dispositif en attente d'être servi à son tour. Dans une autre variante de l'invention, il est prévu qu'un dispositif en attente provoque intentionnellement un dépassement de la limite de puissance en remettant en marche la charge qu'il pilote avec une durée de temporisation différente pour la remise en marche que lors de l'itération précédente. Cela étant, d'autres méthodes de partage de la puissance disponible basées sur des temporisations variables peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention.
Il est également prévu d'étendre les méthodes de limitation et de partage de la puissance non plus seulement au sein d'une même installation terminale mais aussi dans le cadre d'une grappe d'installations terminales situées en bout de ligne électrique et/ou derrière un transformateur dont les capacités en puissance sont inférieures au cumul des maximums possibles de chaque installation terminale de la grappe. La figure 17 illustre le procédé de télécommande selon l'invention. Le test 38 est exécuté continument. Ce test vise à reconnaitre, dans l'au moins une information d'intérêt extraite d'une information issue d'un compteur d'énergie qui est reçue, au moins une valeur caractéristique qui est -50- associée à un ordre de commande à distance donné venant de l'exploitant du réseau de distribution électrique dans le cadre de l'invention. Dans le cas d'un résultat positif au test 38 signalant la reconnaissance d'un ordre de commande à distance dans l'information reçue, le traitement 39 élabore l'au moins une consigne permettant de modifier l'état fonctionnel de la charge de puissance en conséquence comme attendu par l'émetteur de la commande à distance. La figure 18 illustre une variante préférée de réalisation du dispositif 1 lorsque la charge de puissance 2 est externe. Cette variante comprend un sous-ensemble d'alimentation basse tension 40 fournissant les tensions nécessaires au fonctionnement des autres sous-ensembles à partir de la tension de l'installation électrique à laquelle il est connecté 13. Au coeur du dispositif se trouve le microcontrôleur 41 qui gère les ressources du dispositif au moyen d'un logiciel contenu dans sa mémoire de programme, d'une mémoire RAM de travail et d'une mémoire non volatile destinée au stockage permanent de paramètres de fonctionnement et d'états fonctionnels. Des modèles de la famille de microcontrôleurs 8bit AVR « tiny » d'Atmel (marques déposées), ou des modèles de la famille de microcontrôleurs 16bit « MSP430 » de Texas Instrument (marques déposées), sont particulièrement appropriés mais de nombreuses autres références utilisables existent également chez d'autres fabricants de semiconducteurs. Un sous-ensemble de transmission 42 assure au moins la réception de l'information issue du compteur, par courants porteurs, par radiofréquence ou par une liaison filaire. Une interface de puissance 17, comprenant un relais et son électronique de commande, assure un lien fonctionnel entre la sortie logique correspondante du microcontrôleur et la charge de puissance 2 à piloter. Une interface utilisateur 21 comprenant au moins un bouton poussoir et une diode led permet les interactions entre le dispositif et l'utilisateur. La figure 19 illustre une autre variante préférée de réalisation du dispositif lorsqu'il est intégré au sein d'un appareil comprenant au moins une charge de puissance 2. Cette figure diffère de la précédente en ce que le dispositif selon l'invention 1 est intégré dans un appareil dont il utilise les moyens de -51- contrôle 22 de l'au moins une charge de puissance 2, ceci le cas échéant par l'intermédiaire d'une interface isolée galvaniquement 19, et les moyens d'interface avec l'utilisateur 21 qui sont souvent plus conviviaux dans un appareil sophistiqué que dans une mise en oeuvre basique du dispositif selon l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent y être apportés sans sortir du cadre de l'invention, notamment en combinant plusieurs variantes dans la même mise en oeuvre ou en combinant différemment des éléments pris dans plusieurs exemples.
Claims (30)
- REVENDICATIONS1. Dispositif (1) pour piloter le fonctionnement d'une charge de puissance (2) en fonction d'au moins une information (9) fournie par le compteur d'énergie (6) d'une installation terminale (3) d'un réseau de distribution électrique (4), caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens (5) pour recevoir une information issue d'un compteur d'énergie d'une installation électrique terminale; et - des moyens pour extraire au moins une information d'intérêt au sein de ladite information; et - des moyens pour produire de manière autonome au moins une consigne de pilotage de la charge de puissance à partir de l'au moins une information d'intérêt; et - des moyens pour contrôler l'état fonctionnel de la charge de puissance d'un appareil électrique en fonction de l'au moins une consigne de pilotage.
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce les moyens pour contrôler l'état fonctionnel de la charge de puissance comprennent des moyens (17) pour commuter l'alimentation l'électrique de la charge de puissance à piloter.
- 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour contrôler l'état fonctionnel de la charge de puissance comprennent des 25 moyens pour télécommander le fonctionnement d'au moins une charge de puissance intégrée dans un appareil pouvant être commandé à distance.
- 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne de pilotage de la charge de puissance est 30 élaborée en combinant une pluralité d'informations d'intérêt extraite de ladite information issue d'un compteur d'énergie.
- 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne de pilotage de la charge de puissance est-53- en fait un ordre de commande à distance en rapport avec la gestion du réseau de distribution électrique.
- 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne de pilotage est en outre élaborée en fonction d'au moins une information externe à ladite information issue d'un compteur d'énergie.
- 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que l'au moins une consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé en fonction du coût de l'énergie électrique.
- 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que l'au moins une consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé en fonction d'une limite de puissance à ne pas dépasser dans l'installation électrique.
- 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédente, 20 caractérisé en ce que l'au moins une consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé en fonction d'un budget de dépense énergétique préalablement déterminé.
- 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que l'au moins une consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé en fonction de la détection d'une présence humaine.
- 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que l'au moins une consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé, la mise de la charge de puissance dans un autre état fonctionnel se faisant automatiquement à l'arrivée à échéance d'une temporisation. 35
- 12.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins une consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé à l'arrivée à échéance d'une-54- temporisation, la mise de la charge de puissance dans un autre état fonctionnel nécessitant au moins une autre consigne associée à cet autre état fonctionnel.
- 13.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins une consigne met la charge de puissance dans un état fonctionnel déterminé à l'arrivée à échéance d'une première temporisation, la mise de la charge de puissance dans un autre état fonctionnel se faisant automatiquement à l'arrivée à échéance d'une seconde temporisation.
- 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la temporisation comprend au moins une partie variable.
- 15.Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la partie variable de la temporisation est au moins en partie utilisée dans le cadre d'une gestion des priorités pour l'accès à la puissance électrique.
- 16.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un mode de fonctionnement économique est proposé par réduction du temps de mise en marche et/ou par modification du rapport cyclique de fonctionnement et/ou par suppression de cycles de fonctionnement et/ou par fractionnement de la charge de puissance.
- 17.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de tout ou partie de la temporisation conduisant à un changement d'état automatique de la charge de puissance est modifiée par le nombre de répétitions d'un ordre de commande à distance reçu dans un laps de temps prédéterminé qui est décompté après une période d'une durée supérieure à une valeur prédéterminée pendant laquelle aucun des ordres de commande à distance concernés n'est reçu.
- 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réception d'un ordre de commande à distance relance les temporisations non échues, les dispositifs dont la temporisation- 55 - étant arrivée à échéance restant insensible à toute nouvelle réception d'un ordre de commande à distance pendant une durée prédéterminée.
- 19.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de commande permettant à l'utilisateur de le rendre insensible à toute consigne auquel il serait normalement sensible et/ou d'imposer un état fonctionnel à la charge de puissance, au moins temporairement.
- 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande sont agencés pour que la prochaine action de l'utilisateur sur ces derniers ait l'effet attendu le plus probable compte tenu de l'état fonctionnel du dispositif.
- 21.Procédé exécuté dans un dispositif pour piloter le fonctionnement d'au moins une charge de puissance appartenant à une installation électrique terminale d'un réseau de distribution électrique en fonction d'au moins une information issue d'un compteur d'énergie associé à l'installation, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes au cours desquelles : - On élabore de manière autonome au moins une consigne à partir d'au moins une information d'intérêt extraite d'une information issue d'un compteur d'énergie qui est reçue; et - On modifie l'état fonctionnel de la charge de puissance pilotée en fonction de l'au moins une consigne; et - On offre à l'utilisateur la possibilité d'imposer au moins un état fonctionnel à la charge de puissance pilotée par ledit dispositif.
- 22. Procédé selon la revendications 21, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de désynchronisation de l'appel de puissance d'une charge de puissance pilotée par un dispositif, relativement à l'appel de puissance d'au moins une autre charge de puissance pilotée par au moins un autre dispositif au sein de la même installation électrique terminale et/ou au sein du même réseau de distribution électrique.
- 23. Procédé selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape au cours de laquelle la constatation d'un- 56 - dépassement d'une limite de puissance dans l'installation électrique terminale provoque la mise à l'arrêt inconditionnelle la charge de puissance pilotée par le dispositif
- 24.Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape au cours de laquelle au moins une temporisation d'une durée spécifique à chaque dispositif est exécutée lorsque les conditions d'une mise en marche de la charge à la puissance prévue sont réunies, l'arrivée à échéance de ladite temporisation provoquant la mise en marche de la charge pilotée à la puissance prévue.
- 25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape au cours de laquelle on met en marche inconditionnellement la charge de puissance pilotée pour forcer le dépassement d'une limite de puissance dans l'installation électrique terminale et provoquer l'arrêt inconditionnel des charges de puissance, la durée d'au moins une temporisation étant modifiée relativement à l'itération précédente de l'étape au cours de laquelle la charge pilotée est mise en marche à la puissance prévue à l'arrivée à échéance de l'au moins une temporisation.
- 26. Procédé selon l'une des revendications 21 à 25, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape au cours de laquelle l'atteinte d'une valeur, ou d'une combinaison de valeurs, pour au moins une information d'intérêt issue du compteur est interprétée par le dispositif qui la reçoit comme étant un ordre de commande à distance de la charge de puissance pilotée.
- 27.Système pour piloter le fonctionnement d'au moins une charge de puissance appartenant à une installation électrique terminale en fonction d'au 25 moins une information issue d'un compteur d'énergie associé à ladite installation électrique terminale, caractérisé en ce qu'il comprend: Un compteur d'énergie électrique comprenant des moyens pour transmettre au moins une information d'intérêt à au moins un dispositif de l'installation électrique terminale; et 30 Au moins un dispositif selon la revendication 1 comprenant des moyens, pour recevoir au moins une information d'intérêt issue d'un compteur électrique, et pour piloter de manière autonome le- 57 - fonctionnement d'une charge de puissance de l'installation électrique terminale en fonction de l'au moins une information d'intérêt.
- 28.Système selon la revendication 27 caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif apte à diffuser et/ou à répéter l'au moins une information d'intérêt de sorte qu'elle puisse être reçue par des appareils situés dans les locaux associés à ladite installation électrique terminale.
- 29.Système selon la revendication 28 caractérisé en ce que l'au moins un dispositif apte à diffuser et/ou à répéter l'au moins une information d'intérêt est en outre, apte à ajouter dans l'information diffusée et/ou répétée au moins une information externe au compteur, et/ou apte à modifier l'information issue du compteur avant diffusion et/ou répétition.
- 30. Système selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un logiciel de gestion basé sur la modélisation du comportement des dispositifs au sein du réseau électrique pour l'aide à la conduite du réseau et/ou dans le cadre d'une conduite automatisée du réseau de distribution électrique.20
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