BRPI0721444A2

BRPI0721444A2 - sistema de energia elÉtrica

Info

Publication number: BRPI0721444A2
Application number: BRPI0721444-8A
Authority: BR
Inventors: Satoshi Nagata; Akio Tanaka
Original assignee: Vpec Inc
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2013-01-08
Also published as: CN101682195A; EP2136450A4; JPWO2008117392A1; EP2136450A1; US8401708B2; US20100023174A1; WO2008117392A1

Abstract

SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA. Problemas:Fornecer um sistema de energia constituído interconectando uma pluralidade de consumidores de energia através de um aparelho de controle de consumo de energia e capaz de não apenas autossustentar a operação sem se apoiar em sistema de energia convencional, mas também de coexistir com sistema de energia convencional. Meios para solucionar problemas: Uma pluralidade de consumidores de energia, cada um equipado com um aparelho de geração de energia (100), um aparelho de armazenagem de energia (102) e uma pluralidade de cargas (103) e um aparelho de controle de consumo de energia (104) são interconectados através de uma linha de consumo de energia (W) Um aparelho de controle de consumo de energia (51) toma uma decisão se ocorre deficiência ou excesso de energia em um consumidor de energia (11) equipado com aparelho de controle de consumo de energia (51) com base em dados a respeito da energia elétrica total, consumo máxima de energia e consumo de energia total de cada consumidor de energia preditas para amanhã por meio de uma rede neural e controla a operação para receber energia de outro consumidor de energia (12- 15) equipado com aparelho de geração de energia (101, 151) e/ou um aparelho de armazenagem de energia (102, 152) se ocorre deficiência de energia no consumidor de energia (11), e para distribuir energia para outro consumidor de energia (12-15) se excesso de energia é gerado no consumidor de energia (11).

Description

"SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA" CAMPO TÉCNICO

A presente invenção é relativa a um sistema de energia elétrica no qual uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica são alternadamente interconectados por dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica.

TÉCNICA FUNDAMENTAL

Em um sistema de energia elétrica conhecido, como mostrado na figura 2, "sistema radial", é fundamental, no qual uma planta de energia de grande escala 91 é um topo e consumidores 92 são uma base. Na figura 2, para assegurar uma pluralidade de sistemas de transmissão um sistema de malha é introduzido em alguma parte. Este tipo de sistema de energia elétrica é configurado como um único sistema em uma área ampla (por exemplo, de diversas dezenas de milhares de quilômetros quadrados) e grande escala (diversas dezenas de Gigawatts).

Por outro lado, em anos recentes, um sistema de geração de energia distribuída de um sistema do tipo colaborativo (por exemplo, fazer referência ao Documento de Patente 1) com geração solar e uma célula de combustível, tem sido focalizado. O sistema de geração de energia distribuída do sistema de tipo colaborativo é usualmente construído em uma região extrema, ou uma região local junto à extremidade do sistema de energia elétrica irradiado conhecido e tem como premissa a interconexão com o sistema de energia elétrica.

Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonesa em aberto Número 6-327.146

Documento de Patente 2: Pedido de Patente Japonesa em aberto Número 2004-15.882

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

PROBLEMA A SER SOLUCIONADO PELA INVENÇÃO Na estrutura do sistema de energia elétrica conhecido mostrado na figura 10, uma vez que transporte de energia elétrica é realizado de forma maciça sobre uma longa distância e é sempre realizado de maneira contínua "regra de quantidade igual simultânea"), existem muitas perdas; e em geração elétrica vinda de energia reproduzível, tal como energia solar e de energia eólica, uma vez que sua energia reproduzível é ubíqua, é difícil construir uma planta de energia em grande escala utilizando estas energias.

Um objetivo da presente invenção é fornecer um sistema de energia elétrica no qual uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica que consomem energia elétrica e também suprem energia elétrica é configurado sendo alternadamente conectados por meio de dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica, o sistema de energia elétrica sendo autossustentável sem depender do sistema de energia elétrica conhecido. Isto não pretende que o sistema da presente invenção elimine coexistir com o sistema de energia elétrica conhecido.

MEIOS PARA SOLUCIONAR O PROBLEMA

De acordo com uma primeira configuração de um sistema de energia elétrica da presente invenção para solucionar o problema acima, é fornecido um sistema de energia elétrica distribuído autônomo, que acomoda a energia elétrica em excesso ou deficiente entre respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica uns com os outros, no qual uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica estão diretamente ou indiretamente alternadamente conectados, o fornecedor e consumidor de energia elétrica sendo dotados de um ou de uma pluralidade de dispositivos de geração de energia, um ou uma pluralidade de dispositivos de armazenagem elétrica, e um ou uma pluralidade de dispositivos de consumo de energia elétrica e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica.

No sistema de energia elétrica, cada um dos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica julga se ocorreu ou não pane de energia elétrica ou se ocorreu ou não excesso de energia elétrica em cada um dos fornecedores e consumidores de energia elétrica dotados de dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica, recebe energia elétrica de outro fornecedor e consumidor de energia elétrica no caso onde pane de energia elétrica ocorreu no fornecedor e consumidor de energia elétrica, e controla para distribuir energia elétrica para outro fornecedor e consumidor de energia elétrica no caso onde excesso de energia elétrica ocorreu no fornecedor e consumidor de energia elétrica.

O julgamento e controle acima são automaticamente ou manualmente realizados com base naquele modelo de padrão de classificação para uma rede neural formada em um computador,

a produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida e a quantidade de energia elétrica total consumida do dia seguinte são preditas com base em no mínimo dados de desempenho real passado, previsão de tempo e informação de calendário do dia seguinte, e quantidade teórica de radiação solar em tempo bom e força de vento do dia,

dados de desempenho real dos itens previstos e, informação de calendário e de tempo, a quantidade teórica de radiação solar e força do vento e similares de um período fixo passado, que inclui no mínimo o dia, são coletados para reaprendizado da rede neural,

o aprendizado é realizado por um algoritmo de retropropagação de erro com base nos dados de predição e dados de desempenho real do dia, e

a produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida e a quantidade de energia elétrica total consumida no dia seguinte são preditas por uma rede neural atualizada.

Além disto, de acordo com uma segunda configuração de um sistema de energia elétrica da presente invenção, é fornecido um sistema de energia elétrica no qual uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica são alternadamente interconectados, o fornecedor e consumidor de energia elétrica sendo dotado de no mínimo um dispositivo selecionado dentre um ou uma pluralidade de dispositivos de geração de energia, um ou uma pluralidade de dispositivos de armazenagem de energia e um ou uma pluralidade de dispositivos de consumo de energia elétrica e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica.

No sistema de energia elétrica, a pluralidade dos fornecedores e consumidores de energia elétrica é dividida em uma pluralidade de grupos; e o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica que pertence a cada grupo

julga se ocorreu ou não pane de energia elétrica ou se ocorreu ou não excesso de energia elétrica no grupo,

recebe energia elétrica de outro grupo ao qual o fornecedor e consumidor de energia elétrica dotado de dispositivo de geração de energia e/ou dispositivo de armazenagem elétrica pertence no caso onde pane de energia elétrica ocorreu no grupo e controla para distribuir energia elétrica para outro grupo no caso onde excesso de energia elétrica ocorreu no grupo, e controla a pluralidade de dos dispositivos de geração de energia nos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica dos respectivos grupos na distribuição e recebimento de energia elétrica entre os respectivos grupos.

O julgamento e controle acima são julgados automaticamente ou manualmente e controlados com base em que um modelo padrão de classificação para uma rede neural é formado em um computador,

produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida e a quantidade de energia elétrica total consumida do dia seguinte são preditas com base em no mínimo dados de desempenho real passado, previsão de tempo e informação de calendário do dia seguinte, e quantidade teórica de radiação solar em tempo bom e força de vento do dia, dados de desempenho real dos itens de previsão do tempo e informação de calendário e quantidade teórica de radiação solar de um período fixo passado, que inclui no mínimo o dia, são coletados para reaprendizado da rede neural, o reaprendizado é realizado por um algoritmo de

retropropagação de erro com base nos dados de predição e dados de desempenho real do dia, e

a produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida, a quantidade de energia elétrica total consumida, do dia seguinte são preditas por meio de uma rede neural atualizada.

Cada fornecedor e consumidor de energia elétrica do sistema de energia elétrica da presente invenção pode estabelecer ou mudar condições operacionais dos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica baseado em informação de predição da produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida, e a quantidade de energia elétrica total consumida do dia seguinte de outro fornecedor e consumidor de energia elétrica obtida de outro fornecedor e consumidor de energia elétrica.

Na troca entre energia elétrica em excesso e energia elétrica em pane que são fornecidas e consumidas entre os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica, informação sobre o fornecimento e consumo de energia elétrica (por exemplo, energia elétrica total no fornecimento de energia e tempo de fornecimento de energia, recebimento de energia de energia elétrica/tempo e tempo de recebimento de energia, e similares) são trocados do lado de fornecimento de energia para o lado de recebimento de energia e do lado de recebimento de energia para o lado de fornecimento de energia por meio de uma rede de comunicação tal como a Internet; e, consequentemente, é possível monitorar se ou não o fornecimento e consumo de geração de energia é adequadamente realizado, por exemplo, é possível verificar se ou não energia elétrica é roubada no meio do caminho. No sistema de energia elétrica da presente invenção o dispositivo de armazenagem elétrica no fornecedor e consumidor de energia elétrica pode utilizar juntos uma bateria de armazenagem e um capacitor elétrico de camada dupla. Além disto, em um dispositivo elétrico tal como um refrigerador individual e condicionador de ar em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica, existe um caso onde um dotado de um dispositivo de armazenagem elétrica que serve como uma fonte de energia de reforço, tal como uma bateria que pode operar o dispositivo por um tempo pré-determinado, por exemplo, aproximadamente duas horas.

O dispositivo de armazenagem elétrica completa pane de energia elétrica em um pico, o pico sendo um pico de consumo de energia elétrica de domicílios ou escritórios genéricos que é difícil de ser predita, visto do desempenho de fornecimento de energia elétrica por um dispositivo de geração de energia e um dispositivo de armazenagem elétrica em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica; e consequentemente existe uma vantagem capaz de reduzir instalações de energia elétrica de reforço desnecessárias em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica.

Incidentalmente, em um sistema de energia elétrica que depende do sistema de energia elétrica conhecido, energia elétrica de reforço que seria necessária é estabelecida dividindo respectivas camadas de consumidores em diversas camadas e tomando o consumo de energia elétrica no pico da respectiva camada consumidor; e, portanto é admitido que grandes instalações de energia elétrica de reforço são essenciais. Neste ponto, no sistema da presente invenção, energia elétrica que é insuficiente no pico em domicílios genéricos cujo pico de consumo é difícil de ser predito, é autocompensado em uma maneira. Portanto, em instalações de energia elétrica de reforço total em nações e regiões podem ser deduzidas.

Neste caso é preferível abranger de maneira quantitativa uma mudança na quantidade de armazenagem elétrica da bateria de armazenagem e características de operação transiente de sua carga e descarga. Isto pode, de maneira adequada, abranger e analisar fenômenos de carga e descarga da bateria de armazenagem do capacitor elétrico de camada dupla.

Quando a quantidade de armazenagem elétrica da bateria de

armazenagem é detectada a quantidade de carga e descarga pode ser controlada de modo que seu valor detectado não seja menor do que um limite inferior predeterminado; consequentemente, características de resposta transiente do capacitor podem ser utilizadas sem envolver consumo desnecessário da bateria de armazenagem.

Além disto, na presente invenção, embora não mostrado no desenho, um dispositivo de geração de energia móvel e/ou um dispositivo de armazenagem elétrica móvel fornecido por um fornecedor de energia elétrica são/é movidos para outro fornecedor de energia elétrica e distribuição e recebimento de energia elétrica necessária pode ser aí realizada.

No sistema da presente invenção, energia elétrica em excesso que é ainda superabundante em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica, é colocada junto como condições de energia elétrica ou informação de energia elétrica em uma pluralidade de fornecedor e consumidor de energia elétrica com base em dados de energia elétrica nos quais dados da energia elétrica em excesso são coletados de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica e estes são totalizados, tratados e acumulados; e a energia elétrica em excesso pode ser projetada para transação de compra e venda de energia elétrica e emissão de crédito de gás de aquecimento global. Incidentalmente não apenas energia elétrica em excesso, mas também toda energia elétrica de origem e energética reproduzivel pode ser projetada, dependendo de regras de nações e regiões.

Por exemplo, dados de cada energia elétrica nos quais a energia elétrica em excesso em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica são medidos, são acumulados em seqüência temporal como informação de cada energia elétrica; e a informação de energia elétrica acumulada para cada momento predeterminado que pode ser ajustado de maneira arbitrária, é enviado para uma unidade servidora de reunião. A unidade servidora de reunião recebe a informação de energia elétrica enviada de uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica e totaliza, registra e junta em banco de dados na unidade servidora de reunião.

Então, a informação de energia elétrica é estatisticamente tratada pela unidade servidora de reunião, desempenho real passado é extraído e energia elétrica futura, predita com base na informação, pode ser colocada à venda para o mercados de compra e venda de energia elétrica.

Além disto, a informação de energia elétrica é tratada de maneira cumulativa pela unidade servidora de reunião e é ainda convertida para a quantidade de redução em gás de aquecimento global por meio de um método dedutivo de acordo com leis e posturas estabelecidas, e regras e regulamentos, ou por um método dedutivo apropriado. Então, a quantidade futura de redução em gás de aquecimento global predita com base em desempenho real da quantidade passada convertida de redução em gás de aquecimento global pode ser colocada à venda em mercados de compra e venda como crédito de emissão de gás de aquecimento global. EFEITO DA INVENÇÃO

A presente invenção é um sistema de energia elétrica no qual o sistema de energia elétrica conhecido não é fornecido e cada fornecedor e consumidor de energia elétrica é basicamente independente. Isto é, cada fornecedor e consumidor de energia elétrica realiza controle de enviar e receber, (também referido como distribuição e recebimento daqui em diante, de mesmo como acima) de energia elétrica com outros fornecedores e consumidores de energia elétrica por meio de uma rede neural, com base em dados de predição tais como predição de produção de eletricidade e a quantidade de predição de energia elétrica consumida de cada fornecimento e consumo de energia elétrica quando ocorreu pane de energia elétrica ou excesso de energia elétrica; e consequentemente, se torna possível conseguir independência em todo o sistema no qual respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica são acoplados por uma rede de energia elétrica.

Na presente invenção uma pluralidade dos fornecedores e consumidores de energia elétrica podem ser conectados a uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica ramificada, a uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica nervurada, a uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica irradiada, a uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica em forma de rede, ou uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica combinada por estas linhas (daqui em diante cada linha anteriormente mencionada é também referida como uma rede de fornecimento e consumo de energia elétrica na presente invenção).

Na presente invenção respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica controlam o fornecimento e consumo de energia elétrica dos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica enquanto trocam informação de fornecimento e consumo de energia elétrica recíproca entre os respectivos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica. Troca de informação neste momento pode ser realizada através de uma rede de comunicação de dados, tal como a Internet.

Na presente invenção uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica podem ser conectados em CC uns com os outros para utilizar de maneira suficiente a vantagem de transmissão e

distribuição elétrica em CC.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

A figura 1 é um diagrama de explicação que mostra uma modalidade de um sistema de energia elétrica da presente invenção; a figura 2 é um diagrama de blocos que exemplifica uma configuração de um fornecedor e consumidor de energia elétrica e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica dele; a figura 3 é um diagrama de explicação em um momento quando um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica realiza fornecimento e consumo de energia elétrica CA com outro fornecedor e consumidor de energia elétrica em um sistema de energia elétrica da presente invenção; a figura 4 é um diagrama de explicação no momento quando um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica realiza fornecimento e consumo de energia elétrica CC com outro fornecedor e consumidor de energia elétrica em um sistema de energia elétrica da presente invenção; a figura 5 é um diagrama de explicação no caso de fornecer energia elétrica CC para uma carga através de fiação doméstica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica em um sistema de energia elétrica da presente invenção; a figura 6 é um diagrama de explicação que mostra um estado onde fornecedores e consumidores de energia elétrica são hierarquizados em um sistema de energia elétrica da presente invenção; a figura 7 A é um diagrama de explicação no caso onde fornecedores e consumidores de energia elétrica são conectados em uma forma ramificada; a figura 7B é um diagrama de explicação no caso onde fornecedores e consumidores de energia elétrica são conectados em uma forma de estrela; e a figura 7C é um diagrama de explicação no caso onde os fornecedores e consumidores de energia elétrica são conectados em uma forma de rede; a figura 8 é um diagrama que mostra um exemplo de um fornecedor e consumidor de energia elétrica conectado através de uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica que é diferente de uma pluralidade de outros fornecedores e consumidores de energia elétrica; a figura 9 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de processo de uma rede neural; a figura 10 é um diagrama de explicação que mostra um sistema de energia elétrica conhecido.

Um sistema de energia elétrica 1 mostrado na figura 1 mostra apenas fornecedores e consumidores de energia elétrica de uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica 11 a 15. Os respectivos fornecedores consumidores de energia elétrica 11 a 15 são alternadamente interconectados através de uma linha W de fornecimento e consumo de energia elétrica.

O fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 é dotado de um dispositivo de geração de energia 101, um dispositivo de armazenagem elétrica 102, uma pluralidade de cargas (dispositivos elétricos) 103 e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104. Incidentalmente, uma pluralidade de dispositivos elétricos 103 estão mostrados por Al, A2, ...An. Além disto, na figura 1 outros fornecedores e consumidores de energia elétrica 12, 13 e 14e outro fornecedor e consumidor de energia elétrica (não mostrado no desenho) é também dotado de um dispositivo de geração de energia, um dispositivo de armazenagem de energia, uma pluralidade de cargas (dispositivos elétricos) e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica como no fornecedor consumidor de energia elétrica 11; e cada dispositivo é conectado à fiação doméstica de forma ramificada. Incidentalmente, também existe um caso onde todos os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica ou fornecedores e consumidores de energia elétrica arbitrária, montam o dispositivo de geração de energia 101 e/ou o dispositivo de armazenagem de energia 102 em um estrado de um caminhão, ou similar, ou os fornece em uma maneira que pode ser montada ou distribuem o dispositivo de geração de energia 101 e/ou o dispositivo de armazenagem elétrica 102 para outros fornecedores e consumidores de energia elétrica como necessário; e distribuição e recebimento de energia elétrica é realizado aí. Na presente invenção os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica são acoplados entre eles de maneira frouxa. Isto é, cada um dos fornecedores e consumidores de energia elétrica é basicamente de um tipo independente, pode receber energia elétrica de outros fornecedores e consumidores de energia elétrica quando ocorreu pane de energia elétrica, e pode fornecer energia elétrica a outro fornecedor e consumidor de energia elétrica quando excesso de energia elétrica ocorreu.

O fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 é, por exemplo, residências genéricas, casas de residência diversas, fábricas pequenas, médias e de grande escala, edifícios de altura baixa, média e elevada, e similares. Além disto, um grupo no qual estas residências genéricas e casas de residência diversas são reunidas também podem servir como o fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 da presente invenção.

Tipicamente, o dispositivo de geração de energia 101 é um gerador solar e um fornecimento de energia CC tal como célula de combustível, ou similar. Existe também um caso onde geração eólica, geração por biomassa ou um sistema de cogeração (daqui em diante referido como cogene nesta descrição) tal como um sistema de motor a gás, um sistema de turbina a gás, um sistema de célula de combustível, e similares é utilizado como o dispositivo de geração de energia 101. Um dispositivo de geração eólica, um dispositivo de geração com um biomassa e o cogene servem usualmente como o fornecimento de energia CA, contudo sua saída é convertida CAJCC e pode ser utilizada como um fornecimento de energia CC. Em adição o dispositivo de armazenagem elétrica 102 serve como um

fornecimento de energia CC.

Além disto, embora não mostrado no desenho, uma unidade volante também pode ser utilizada para ó dispositivo de geração de energia 101. A unidade volante pode também ser utilizada para o dispositivo de armazenagem elétrica 102. Além disto, um dispositivo de armazenagem elétrica combinado com uma bateria de armazenagem e um capacitor elétrico de camada dupla, é também incluído. Existe um caso onde o dispositivo de geração de energia 101 e/ou o dispositivo de armazenagem elétrica 102 são montados em um estrado de caminhão, ou similar e movidos para outro fornecedor de energia elétrica, e distribuição e recebimento de energia elétrica são realizados aí. A carga 103 é, por exemplo, um dispositivo CC ou um dispositivo CA, tal como uma luz elétrica, um condicionador de ar, um refrigerador, um dispositivo eletromagnético de cozinhar, um fogareiro de arroz, e similares.

Como mostrado na figura 2 à guisa de exemplo, o dispositivo

de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 tem uma unidade de controle 104b que detecta um momento quando excesso de energia elétrica ocorreu no fornecedor e consumidor de energia elétrica 11, por exemplo, um momento quando a quantidade de utilização de energia elétrica da carga 103 é reduzida e o dispositivo de armazenagem elétrica 102 está próximo à carga total ou carga total e pode fornecer energia elétrica gerada pelo dispositivo de geração de energia 101a partir de uma unidade de envio e recebimento de energia elétrica 104a para o outro fornecedor e consumidor de energia elétrica a ou o fornecedor e consumidor de energia elétrica 15 que é conectado à linha de fornecimento consumo de energia elétrica W. Existe também um caso onde este fornecimento de energia elétrica é realizado por meio de movimento do dispositivo de geração de energia 101 ou movimento do dispositivo de armazenagem elétrica 102 sem utilizar a linha de fornecimento e consumo de energia elétrica W. Além disto, o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 tem a unidade de controle 104b que detecta um momento quando pane de energia elétrica ocorreu no fornecedor e consumidor de energia elétrica 11, por exemplo, um momento quando a quantidade de energia elétrica ou utilização da carga 103 é rapidamente aumentada. Então o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 tem a unidade de envio e recebimento de energia elétrica 104a que recebe energia elétrica através dos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de outros fornecedores e consumidores de energia elétrica 12, 13 e 14, nos quais excesso de energia elétrica ocorreu, os fornecedores e consumidores de energia elétrica sendo conectados à linha de fornecimento e consumo de energia elétrica W, ou através de um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 153 (a ser descrito mais tarde) do fornecedor e consumidor de energia elétrica 15 e pode acionar a carga 103 através do controle da unidade de controle 104b, ou pode armazenar no dispositivo de armazenagem elétrica 102.

O fornecedor e consumidor de energia 15 inclui um dispositivo de geração de energia 151, um dispositivo de armazenagem elétrica 152 e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 153. Incidentalmente o fornecedor e consumidor de energia elétrica pode incluir apenas ou o dispositivo de geração de energia ou o dispositivo de armazenagem elétrica. O dispositivo de geração de energia 151 é tipicamente uma instalação de escala média para energia térmica, energia hidráulica, energia eólica e similares, que inclui uma instalação co-gene e uma instalação de geração por biomassa; e o dispositivo de armazenagem elétrica 152 é tipicamente uma bateria secundária; contudo, existe também uma que é combinada pela bateria de armazenagem (bateria secundária) e o capacitor elétrico de camada dupla. O fornecedor e consumidor de energia elétrica 15 pode fornecer energia elétrica para o fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 ou outros fornecedores e consumidores de energia elétrica 12 até 14, e similares como descrito acima, por meio do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica. Além disto, e inversamente, o fornecedor e consumidor de energia elétrica 15 pode receber fornecimento de energia elétrica a partir do fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 (ou outros fornecedores de energia elétrica 12 até 14, e similares). Distribuição e recebimento de energia elétrica no fornecedor e consumidor de energia elétrica 15 são também realizadas por meio do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica; contudo, como descrito antes, a distribuição e recebimento da energia elétrica podem ser realizadas introduzindo o dispositivo de geração de energia móvel e o dispositivo de armazenagem elétrica de outro fornecedor e consumidor de energia elétrica ao fornecedor e consumidor 15.

Energia elétrica na qual o fornecedor e consumidor de energia elétrica 15 fornece para o fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 e similares, é energia elétrica gerada pelo dispositivo de geração de energia 151 ou energia elétrica armazenada no dispositivo de armazenagem elétrica 152; e energia elétrica na qual o fornecedor e consumidor de energia elétrica 15 é fornecido a partir do fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 e similares é armazenada no dispositivo de armazenagem elétrica 152. No sistema de energia elétrica da presente invenção uma pluralidade de dispositivos de geração de energia que incluem um cogene e um gerador de biomassa em respectivos fornecedores e consumidores de energia, podem ser controlados ao mesmo tempo automaticamente e manualmente com base em previsão do tempo, predição de consumo de energia elétrica, valores baseados na predição de consumo de calor, valores estabelecidos por cada fornecedor e consumidor de energia elétrica ou similares, na distribuição e recebimento de energia elétrica através do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica (fazer referência a 104c, mostrado na figura 2). Além disto, cada fornecedor e consumidor de energia elétrica se refere a diversas informações a partir do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica em outro fornecedor e consumidor de energia elétrica, e pode estabelecer ou trocar condições operacionais do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica do fornecedor e consumidor de energia elétrica com base na quantidade de consumo de energia elétrica que é estimado pelo fornecedor e consumidor de energia elétrica (fazer referência à figura 2).

Nos acima respectivos dispositivos de geração de energia 101 e 105, o controle pode ser efeito individualmente para cada dispositivo de geração de energia, por exemplo um gerador solar é controlado por um condicionador; e uma célula de combustível e um microgerador são controlados por um condicionador de energia. Contudo, no sistema de energia elétrica da presente invenção um elemento de controle comum a cada dispositivo de geração de energia é controlado no global pelos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e 105 e um elemento de controle específico para cada dispositivo de geração de energia individual é controlado de maneira individual; consequentemente, os dispositivos de geração de energia 101 e o mesmo 151 em um punhado de fornecedor e consumidor de energia elétrica Ileo mesmo 15 podem ser controlados de maneira otimizada como um todo.

Incidentalmente, cada dispositivo de geração de energia tal como um gerador solar conhecido e uma célula de combustível somente realizam controle do controle de saída total e conexão do sistema por meio de cada condicionador de energia; contudo, na presente invenção, energia elétrica pode ser fornecida e consumida utilizando uma unidade volante, ou similar, que é equalizada entre a saída de cada dispositivo de geração de energia desde zero até produção completa, de modo que controle pode ser feito de maneira livre pelos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e 153.

Por outro lado, os dispositivos de armazenagem elétrica 102 e 152 utilizam tipicamente uma bateria secundária de maneira independente como um fornecimento de energia CC. Contudo, no sistema de energia elétrica da presente invenção a bateria de armazenagem (bateria secundária) e o capacitor elétrico de camada dupla podem ser utilizados juntos para os dispositivos de armazenagem elétrica 102 e 152.

Quando a bateria de armazenagem acima e o capacitor elétrico de camada dupla são utilizados juntos, por exemplo, controle a utilizar que depende de características de armazenagem elétrica e características de descarga é controlado pelos dispositivos de controle e consumo de fornecimento de energia elétrica 104 e 153; consequentemente torna-se possível responder de maneira razoável à diversificação do modo de fornecimento e consumo de energia elétrica em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica ou diversificação de modo de fornecimento de energia elétrica em cada fornecedor e consumidor.

Neste caso, a bateria de armazenagem e o capacitor elétrico de camada dupla são arranjados de maneira descentralizada, por exemplo, o capacitor elétrico de camada dupla é montado nos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e o mesmo 153, e a bateria de armazenagem é colocada separadamente ou montada no dispositivo elétrico 103; consequentemente um nível de bateria restante dos dispositivos de armazenagem elétrica 102 e 152 pode ser passado para fornecer de acordo com a ordem de prioridade das destinações de consumo de energia elétrica à

guisa de exemplo.

Além disto, antigamente, diversos tipos de dispositivos elétricos que servem como a carga 103 fornecidos com o fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 são operados individualmente introduzindo e cortando simplesmente de maneira individual (liga e desliga) a energia elétrica.

Contudo, no sistema de energia elétrica da presente invenção, uma ordem preferencial de partida e o tamanho da energia elétrica de partida (ordem descendente ou ordem inversa dela) de um dispositivo elétrico individual tal como um refrigerador, um condicionador de ar, uma televisão, ou similar, que constituem a carga 103 no fornecedor e consumidor de energia elétrica 11, é ajustada no dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104; por exemplo, controle é feito de modo a ser uma ordem na qual uma ordem de partida (ou uma ordem de desligar) ou uma ordem na qual uma força eletromotriz está em uma ordem descendente; consequentemente torna-se possível equalizar consumo de energia elétrica. Além disto, quando um dispositivo elétrico com grande energia elétrica de partida é partido, o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 pode ser atuado de modo que energia elétrica em um momento da partida de um dispositivo com grande energia elétrica de partida é fornecido a partir da bateria de armazenagem fornecida com o capacitor elétrico de dupla camada e a unidade volante.

Além disto, para a consumo de energia elétrica dificilmente previsível em residências genéricas e seu tempo de pico, por exemplo, o dispositivo de armazenagem elétrica tal como uma bateria capaz de operar o dispositivo 103 por aproximadamente duas horas é montado no dispositivo elétrico 103 tal como um refrigerador doméstico e um condicionador de ar, de modo que a pane de energia elétrica no momento de pico de consumo pode ser feita interiormente ao consumidor de energia elétrica. Esta técnica também contribui para a equalização de consumo de energia elétrica.

Quando o consumo de energia elétrica pode ser equalizado controlando a ordem de prioridade em um momento da partida como descrito acima, pode ser realizado o controle de dispersão de uma corrente em excesso que é fácil de escoar para o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e os respectivos dispositivos elétricos 103 em um momento da partida dos respectivos dispositivos elétricos 103; portanto, pode haver duração prolongada de vida do próprio dispositivo de controle 104, dos respectivos dispositivos elétricos ou componentes de fiação tal como fiação para conexão entre eles. Em adição, controle pode ser feito de modo a não provocar uma grande pulsação, ou de modo a ser difícil realizar uma pulsação na qual corrente se torna máxima ou mínima, por meio do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica. Portanto, é útil para assegurar operação mais estável do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e do dispositivo elétrico individual 103.

Além disto, o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e a utilização da energia elétrica são feitos em CC de modo que o modo de espera da TV por exemplo, ou a operação em espera de outros dispositivos, pode ser eliminada. Portanto, desperdício de consumo de energia pode ser suprimido.

No sistema de energia elétrica mostrado na figura 1, no caso onde o dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 realiza fornecimento e consumo de energia elétrica com outros fornecedores e consumidores de energia elétrica 12 até 15, o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 troca informação com dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica dos outros fornecedores e consumidores de energia elétrica, e determina condições de fornecimento e consumo, ou similar.

No sistema de energia elétrica da presente invenção, produção total de eletricidade, a quantidade máxima de energia elétrica consumida, e a quantidade de energia elétrica consumida do dia seguinte de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica, no qual os valores de predição podem ser obtidos por uma rede neural do bloco de controle mostrado na figura 9, pode ser servida como a informação acima para a informação trocada. Este ponto

será descrito no que segue.

Na presente invenção, primeiro, "a produção de eletricidade total de célula solar", "a quantidade de energia elétrica máxima diária consumida" e "a quantidade de energia elétrica total diária consumida" do dia seguinte de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica são estimadas (preditas). A estimativa é realizada introduzindo a previsão de tempo do dia seguinte e informação de tempo passado, cada desempenho real de produção de eletricidade do total de célula solar, a quantidade de energia elétrica máxima diária consumida e a quantidade de energia elétrica total dia-a-dia consumida, informação de calendário (dia da semana e feriado público) e quantidade teórica de dados de radiação solar em uma região e sua região vizinha de cada fornecedor e consumidor em uma rede neural de tipo hierarquia.

A rede neural aprende um padrão de clima em uma região e em uma região de periferia de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica e uma combinação de dados de desempenho real de produção total de eletricidade e de consumo de energia elétrica na região como um padrão; e realiza estimativa de interpolação não linear verificando um padrão de previsão de tempo do dia seguinte contra o padrão passado.

O padrão de aprendizado realiza atualização de modelo utilizando dados de observação diária. Portanto, a previsão da estimativa também continua a melhorar dia a dia. Além disto, o padrão de aprendizado pode responder por atualização de modelo autônoma para avaliação ambiental (produção total de eletricidade de célula solar, mudança no consumidor, flutuação do tempo em prazo mais longo, fenômenos meteorológicos anormais de prazo intermediário e similares) em cada região de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica. Incidentalmente, estabelecimento de banco de dados de cada fornecedor e consumidor em uma região de cada fornecedor e consumidor de energia elétrica não é requerido.

A predição acima é realizada pelo seguinte procedimento: (i) preparar um modelo de rede neural que prediz produção de eletricidade e a quantidade de energia elétrica consumida (no caso de nenhuma presença dos dados acima um modelo provisório é feito por meio de dados falsos) Introduzir dados de desempenho real passado, previsão de tempo e informação de calendário do dia seguinte, e a quantidade de radiação solar em tempo bom do dia (valor teórico) no modelo. (Neste momento é preferível adicionar informação do tempo não apenas da região, mas também de uma região vizinha para melhorar a precisão da predição).

(ii) Predizer a produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida, e a quantidade de energia elétrica total consumida. (Estimativa da interpolação não linear por meio de verificação do padrão).

(iii) Coletar dados de desempenho real para reaprendizado da

rede neural.

Coletar dados de desempenho real e preparar reaprendizado da rede neural. Os dados de desempenho real são diversos tipos de dados de desempenho real de um período fixo passado, que inclui o dia (produção de eletricidade, energia elétrica máxima, energia elétrica total, informação de calendário e de tempo e quantidade teórica de radiação solar em tempo bom).

(iv) Fazer a rede neural reaprender utilizando algoritmo de

propagação reversa de erro.

(v) Predizer a produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida e a quantidade de energia elétrica total

consumida do dia seguinte, por meio de uma rede neural atualizada.

Daí em diante melhorar a precisão de dados de predição

repetindo (i) até (v).

Se valores de predição (dados) da produção total de

eletricidade, quantidade de energia elétrica máxima consumida e energia

elétrica total do dia seguinte em cada fornecedor e consumidor de energia

elétrica são obtidos realizando como descrito acima, envio e recebimento de

energia elétrica do dia seguinte entre respectivos fornecedores e consumidores

de energia elétrica é decidido antecipadamente depois de comparar e considerar alternadamente dados respectivos trocando informação (dados) entre os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica. Dados de desempenho real de envio e recebimento de energia elétrica do dia são mantidos e são servidos como um dos dados básicos de envio e recebimento de energia elétrica entre fornecedores e consumidores respectivos de energia elétrica a partir do dia depois do próximo (o dia seguinte, como visto a partir do dia).

No sistema de energia elétrica mostrado na figura 1, o fornecimento e consumo de energia elétrica entre os fornecedores e consumidores de energia elétrica podem ser realizados por CA ou podem ser realizados por CC; contudo, em qualquer caso, a construção pode ser feita como um sistema de energia elétrica local, ou a construção pode ser feita como um grande sistema de energia elétrica no qual estes sistemas de energia

elétrica são combinados. No sistema de energia elétrica mostrado na figura 1, embora

não mostrado no desenho, existe também um caso onde o fornecedor e consumidor de energia elétrica é constituído de somente cargas e conectado à linha W de fornecimento e consumo de energia elétrica. Além disto, no sistema de energia elétrica mostrado na figura 1, equalização de fornecimento e consumo de energia elétrica é realizada conectando alternadamente muitos e diversos fornecedores e consumidores de energia elétrica.

No caso onde o dispositivo de armazenagem elétrica 102 do fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 é de grande capacidade, e quando ele é de custo elevado, torna-se possível prover as cargas por meio de energia elétrica a ser fornecida a partir de outro fornecedor e consumidor de energia elétrica, utilizando pequena capacidade como o dispositivo de armazenagem elétrica 102 (ou não sendo dotado do dispositivo de armazenagem elétrica 102). Neste caso é preferível que fornecedores e consumidores de energia elétrica diferentes no padrão de consumo de energia elétrica no espaço de tempo (por exemplo, casas e estabelecimentos de negócios) existam juntos no sistema de energia elétrica 1. Além disto, é preferível que estes diferentes no modo de geração elétrica (por exemplo, um dispositivo de geração solar, um dispositivo de geração eólica e um dispositivo de geração por biomassa) como o fornecedor e consumidor de energia elétrica 15, existam juntos.

A figura 3 é um diagrama de explicação que mostra sistema de energia elétrica no qual um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica realiza fornecimento e consumo de energia elétrica CA com outro fornecedor e consumidor de energia elétrica.

Fornecedores e consumidores de energia elétrica 11a, 12a, 13 a, 14a e 15a mostrados na figura 3, correspondem a fornecedores e consumidores de energia elétrica 11, 12, 13, 14 e 15 mostrados na figura 1. Um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 51 do fornecedor e consumidor de energia elétrica 11a, mostrado na figura 3, inclui um dispositivo de controle 511 e um conversor CA/CC bidirecional 512.

Dispositivos de controle dos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica são configuradas de modo a serem capazes de realizar comunicação de dados por meio de uma linha de comunicação CL, e poderem trocar informação de fornecimento e consumo no caso de fornecimento e consumo de energia elétrica.

Além disto, um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 61 do fornecedor e consumidor de energia elétrica 15a inclui um dispositivo de controle 611, e um conversor bidirecional CA/CC ou CC/CA 612. Quando fornecimento e consumo de energia elétrica CA são realizados entre os fornecedores e consumidores de energia elétrica, voltagem, corrente, freqüência e fase devem ser casadas entre ambos, o fornecedor e o consumidor de energia elétrica. Este casamento é realizado pelos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 51 e 61. Incidentalmente, na figura 3, embora não mostrado no desenho, os dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 51 e 61 podem ainda incluir um disjuntor, um limitador de corrente, um medidor de watt-hora e similares. Em adição, no fornecedor e consumidor de energia elétrica dotado do medidor de watt-hora e um capacitor, os dispositivos de controle 51 e 61 controlam descarga; e no fornecedor e consumidor de energia elétrica dotado de uma célula foto-voltaica é dotado de um condicionador que retira a energia elétrica máxima de uma força eletromotriz não linear e ajusta para energia elétrica com as características classificadas.

A figura 4 é um diagrama de explicação que mostra o sistema de energia elétrica no qual um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica realiza fornecimento e consumo de energia elétrica CC com outro fornecedor e consumidor de energia elétrica.

Fornecedores e consumidores de energia elétrica 11b, 12b, 13b, 14b e 15b mostrados na figura 4 correspondem aos fornecedores e consumidores de energia elétrica 11, 12, 13, 14, 15 mostrados na figura 1. Um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 71 do fornecedor e consumidor de energia elétrica 15b mostrado na figura 4 inclui um dispositivo de controle 711 e um conversor bidirecional CC/DC 712.

Dispositivos de controle dos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica são configuradas de modo a serem capazes de realizar comunicação de dados por meio de uma linha de comunicação CL, e podem trocar informação de fornecimento e consumo no caso de

fornecimento e consumo de energia elétrica.

Além disto, um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 81 do fornecedor e consumidor de energia elétrica 1 Ib inclui um dispositivo de controle 811 e um conversor bidirecional CC/CC ou CC/CA 812. Quando o fornecimento e consumo de energia elétrica em CC é realizado entre os fornecedores e consumidores de energia elétrica, ajustamento de voltagem e corrente é realizado. Incidentalmente, na figura 4, embora não mostrado no desenho, os dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 71 e 81 podem ainda incluir um limitador de corrente, um medidor de watt-hora e similares. Em adição, nos fornecedores e consumidores de energia elétrica dotados do medidor de watt-hora e um capacitor, seus dispositivos de controle 51 e 61 controlam carga/descarga; e no fornecedor e consumidor de energia elétrica dotado de uma célula foto- voltaica é fornecido um condicionador que retira o máximo de energia elétrica de uma força eletromotriz não linear e ajusta para a energia elétrica das

características classificadas. A figura 5 é um diagrama de explicação no caso de distribuir

energia elétrica CC a uma carga através de fiação doméstica de um fornecedor

e consumidor de energia elétrica.

Em um fornecedor e consumidor de energia elétrica Ilc mostrado na figura 5, são especificamente mostrados o dispositivo de geração de energia, o dispositivo de armazenagem elétrica e uma pluralidade de cargas no fornecedor e consumidor de energia elétrica 11 mostrado na figura 1. Incidentalmente, um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 71 mostrado na figura 5 é o mesmo que o dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 71 mostrado na figura 4.

No fornecedor e consumidor de energia elétrica 11c, o dispositivo de geração de energia é um gerador solar 701 a guisa de exemplo, o dispositivo de armazenagem elétrica é uma bateria 702 e a pluralidade de cargas são uma carga CC 7031 e uma carga CA 7032. Neste caso, um conversor bidirecional CC/CC 712 realiza fornecimento e consumo de energia elétrica com a bateria 702, o gerador solar 701 e a carga CC 7031 e realiza fornecimento e consumo de energia elétrica com a carga CA 7032 através de um conversor CC/CA 706.

Energia elétrica gerada pelo gerador solar 701 é fornecida para a bateria 702 e a carga CC 7031 através de, por exemplo, o conversor bidirecional CC/CC 712 ou fornecida para a carga CA 7032 por meio do conversor CC/CA 706.

O dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 71 inclui uma função que controla carregamento da bateria 702 e uma função que compensa saída estável para o lado da fiação doméstica L.

Energia elétrica a partir do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 71 é fornecida para a carga CC 7031 através da fiação doméstica L e saída CC 7051. A energia elétrica a partir do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 71 é fornecida para a carga CA 7032 através da fiação doméstica L, do conversor CC/CA 706 e saída CA 7052. Incidentalmente, na figura 4 a saída CC e a saída CA estão mostradas por uma saída, respectivamente; contudo, a saída CC e a saída CA são dotadas de uma pluralidade de saídas, respectivamente, e as cargas CC e as cargas CA podem ser conectadas a estas saídas.

Nos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica 11, 15, e similares no sistema de energia elétrica da presente invenção descrito acima, os dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104, 153 e similares, nos quais os respectivos fornecedores e consumidor de energia elétrica 11, 15 e similares inclusive são servidos como nós e a linha alimentadora elétrica W entre os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica 11, 15 e similares é servida como um enlace; consequentemente, a rede de energia elétrica está formada. Portanto, os respectivos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104, 153 e similares, são dotados de uma função que controla a troca de energia elétrica entre os respectivos fornecedores e consumidores de

energia elétrica 11, 15 e similares.

A função fundamental dos dispositivos de controle de

fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e 153 é a determinação dos fornecedores e consumidores de energia elétrica 11, 15 e similares que servem como outros parceiros quando realizam troca de energia elétrica; determinação de se a troca de energia elétrica com os outros parceiros é distribuição ou retirada; controle de uma taxa de energia elétrica e uma energia elétrica, e similar. Esta função controla em um alto nível que conexão é feita por meio de circuitos de comunicação entre as redes de energia elétrica; dados tais como energia elétrica necessária e energia elétrica disponível para fornecimento para fornecedores e consumidores recíprocos de energia elétrica, uma energia elétrica e uma sua taxa de energia elétrica, e estas estimativas relacionadas futuras são trocadas e processadas; e energia elétrica entre os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica é

acomodada uns com os outros. A função dos dispositivos de controle de fornecimento e

consumo de energia elétrica acima 104 e 153 serve como um disjuntor e um limitador de corrente por meio de configuração com base em, por exemplo, um conversor de voltagem, um controlador de corrente e um comutador que são dotados das diversas funções de controle; comutando de maneira individual canais de comunicação de energia elétrica necessária por meio de controle do conversor, ou similar; e sendo baseada no tamanho de uma corrente de transmissão e na análise característica do fenômeno transiente. Isto permite que os dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica 104 e 108 controlem, de modo que, por exemplo, quando uma falha elétrica ocorreu em uma certo fornecedor e consumidor de energia elétrica, cada dispositivo elétrico (carga 103), dispositivo de armazenagem elétrica 102 e dispositivo de geração de energia 101 do fornecedor e consumidor não sejam completamente cortados, mas somente uma linha necessária seja cortada e outra linha possa ser utilizada sem cortar.

Aliás, no sistema de energia elétrica mostrado na figura 1, um número adequadamente coletado de grupos dos fornecedores e consumidores de energia elétrica pode ser tratado como um fornecedor e consumidor de energia elétrica. Como mostrado na figura 5, grupos fornecedor e consumidor de energia elétrica Gl 1, G12,... mostram um grupo neste momento (por exemplo, aproximadamente diversas dezenas até dez milhares de casas).

Na figura 6 os grupos fornecedor e consumidor de energia elétrica Gl 1, G12,... são alternadamente interconectados por meio de dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica SL Além disto, hierarquia mais elevada dos grupos de fornecedor e consumidor de energia elétrica Gl 1, G12... está representada por G21, G22,... e outra hierarquia mais elevada está representada por G31, G32, G33,.... Neste caso, embora não mostrado no desenho, outra hierarquia mais elevada do que G31,

G32, G33,... é formada. Por exemplo, os grupos fornecedor e consumidor de energia

elétrica Gl 1, G12,... são estabelecidos como uma unidade "município"; G21,

G22,... são estabelecidos como uma unidade "cidade", e G31, G32, G33,

...são estabelecidos como uma unidade "prefeitura".

Na figura 6 os grupos fornecedor e consumidor de energia

elétrica Gl 1, G12, ... são alternadamente conectados com outros fornecedores e consumidores de energia elétrica por meio dos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica SI; contudo, as respectivas hierarquias mais elevadas e as hierarquias mais baixas são conectadas de maneira hierárquica uma com a outra através de dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica S2, S3, S4,...

Nas modalidades acima está descrito um caso onde os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica estão conectados em uma forma ramificada como mostrado na figura 7A. Os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica podem ser conectados em uma forma de estrela, como mostrado na figura 7B, ou podem ser conectados em uma forma de rede como mostrado na figura 7C. Além disto, os respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica podem ser conectados em um modo combinado com estas formas. A figura 8 é um diagrama que mostra um exemplo de um

fornecedor e consumidor de energia elétrica conectados através de uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica que é diferente de uma pluralidade de fornecedores e consumidores de outra energia elétrica. Na figura 8 um conversor CCICC bidirecional 712 transporta energia elétrica entre as linhas de fornecimento e consumo de energia elétrica Wl, W2 e W3 e pode intermediar fornecimento e consumo de energia elétrica entre outros fornecedores e consumidores de energia elétrica, por exemplo, no modo de conexão dos fornecedores e consumidores de energia elétrica, como mostrado na figura 7C. O transporte de energia elétrica entre as linhas de fornecimento e consumo de energia elétrica Wl até W3 inclui um modo que fornece e consumo energia elétrica movendo um dispositivo de geração de energia móvel e/ou um dispositivo de armazenagem elétrica móvel.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

De acordo com a presente invenção pode ser fornecido um sistema de energia elétrica no qual uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica é configurada, sendo alternadamente interconectados por dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica sem depender do sistema de energia elétrica conhecido. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é um diagrama de explicação que mostra uma modalidade de um sistema de energia elétrica da presente invenção;

A figura 2 é um diagrama de blocos que exemplifica uma configuração de um fornecedor e consumidor de energia elétrica e um seu dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica;

A figura 3 é um diagrama de explicação em um momento quando um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica realiza fornecimento e consumo de energia elétrica CA com outro fornecedor e consumidor de energia elétrica em um sistema de energia elétrica da presente

invenção.

A figura 4 é um diagrama de explicação em um momento quando um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica realiza fornecimento e consumo de energia elétrica CC com outro fornecedor e consumidor de energia elétrica em um sistema de energia elétrica da presente invenção.

A figura 5 é um diagrama de explicação no caso de fornecer energia elétrica CC para uma carga através de fiação doméstica de um fornecedor e consumidor de energia elétrica em um sistema de energia

elétrica da presente invenção.

A figura 6 é um diagrama de explicação que mostra um estado

onde fornecedores e consumidores de energia elétrica são hierarquizados em

um sistema de energia elétrica da presente invenção. A figura 7A é um diagrama de explicação no caso onde

fornecedores e consumidores de energia elétrica são conectados em uma forma ramificada; a figura 7B é um diagrama de explicação no caso onde fornecedores e consumidores de energia elétrica são conectados em uma forma de estrela; e a figura IC é um diagrama de explicação no caso onde os fornecedores e consumidores de energia elétrica são conectados em uma forma de rede.

A figura 8 é um diagrama que mostra um exemplo de um fornecedor e consumidor de energia elétrica conectado através de uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica que é diferente de uma pluralidade de outros fornecedores e consumidores de energia elétrica.

A figura 9 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo

de processo de uma rede neural.

A figura 10 é um diagrama de explicação que mostra um

sistema de energia elétrica conhecido.

DESCRIÇÃO DE NUMERAIS DE REFERÊNCIA

I. Sistema de energia elétrica

II, 12, 132, 14, 11a, 12a, 13a, 14a, 11b, l'2b, 13b, 14c, 11c, lld, 12c, 13c, 14c, 15, 15a e 15b - Fornecedor 51, 61, 71, 81, 104 e 153 -

Dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica

101 e 151 - Dispositivo de geração de energia

102 e 152 - Dispositivo de armazenagem elétrica

103 Carga

511,611,711,811- Dispositivo de controle 512 Conversor CA/CC bidirecional

612 Conversor CA/CA ou CC/CA bidirecional 706 Conversor CC/CA 712 Conversor CCICC bidirecional 812 Conversor CCICC ou CC/CA bidirecional CC Linha de comunicação

CL Linha de comunicação L Fiação doméstica

W, Wl, W2 e W3 - Linha de fornecimento e consumo de energia elétrica

Claims

1. Sistema de energia elétrica, caracterizado pelo fato de qual uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica são alternadamente conectados, o fornecedor e consumidor de energia elétrica sendo dotado de um ou uma pluralidade de dispositivos de geração de energia, um ou uma pluralidade de dispositivos de armazenagem elétrica e um ou uma pluralidade de dispositivos de consumo de energia elétrica, e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica, em que cada um de ditos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica julgar se ocorreu ou não pane de energia elétrica ou se ocorreu ou não excesso de energia elétrica em cada um de ditos fornecedores e consumidores de energia elétrica dotados do dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica, receber energia elétrica de outro fornecedor e consumidor de energia elétrica dotado de dito dispositivo de geração de energia e/ou dito dispositivo de armazenagem elétrica no caso onde pane de energia elétrica ocorreu no fornecedor e consumidor de energia elétrica e controlar para distribuir energia elétrica para o outro fornecedor e consumidor de energia elétrica no caso onde excesso de energia elétrica ocorreu em dito fornecedor e consumidor de energia elétrica; e controlar a pluralidade de ditos dispositivos de geração de energia em respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica na distribuição e recebimento de energia elétrica entre respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica; o controle sendo realizado de maneira automática ou manual com base em que um modelo de classificação padrão para uma rede neural é formado em um computador, produção total de eletricidade, consumo máxima de energia elétrica, e consumo total de energia elétrica do dia seguinte são preditas com base em no mínimo dados de desempenho real passado, previsão do tempo e informação de calendário do dia seguinte e a quantidade teórica de radiação solar em tempo bom do dia; dados de desempenho real dos itens de previsão e informação de calendário e do tempo, quantidade teórica de radiação solar de período fixo passado que inclui no mínimo o dia, serem coletados para reaprendizado da rede neural, o reaprendizado ser realizado por um algoritmo de propagação reversa de erro com base nos dados de predição e dados de desempenho real do dia, e produção total de eletricidade, a quantidade máxima de energia elétrica consumida e a quantidade de energia elétrica total consumida do dia seguinte, serem preditas por uma rede neural atualizada.

2. Sistema de energia elétrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quando a acomodação de distribuição e recebimento de excesso de energia elétrica deficiente é realizada entre respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica com base na produção total de eletricidade, a quantidade de eletricidade máxima consumida, quantidade de energia elétrica total consumida para cada fornecedor e consumidor de energia elétrica preditas pela rede neural, ditos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica trocar informação sobre sua energia elétrica e sincronização entre ditos respectivos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica.

3. Sistema de energia elétrica de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um dispositivo de armazenagem elétrica tal como uma bateria, capaz de operar um dispositivo elétrico por um tempo predeterminado, dito dispositivo de armazenagem elétrica sendo montado no dispositivo elétrico cujo consumo de energia elétrica é grande ou energia elétrica de partida é grande, tal como um refrigerador ou um condicionador de ar em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica.

4. Sistema de energia elétrica, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de fornecedores e consumidores de energia elétrica são alternadamente conectados, os fornecedores e mandantes de energia elétrica sendo dotados de no mínimo um dispositivo selecionado dentre um ou uma pluralidade de dispositivos de geração de energia, ou uma pluralidade de dispositivos de armazenagem elétrica e uma pluralidade de dispositivos de consumo de energia elétrica, e um dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica, no qual dita pluralidade dos fornecedores e consumidores de energia elétrica é dividida em uma pluralidade de grupos; e dito dispositivo de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica que pertence a cada grupo julga se ou não pane de energia elétrica ocorreu ou se ou não excesso de energia elétrica ocorreu no grupo; recebe energia elétrica a partir de outro grupo ao qual dito fornecedor e consumidor de energia elétrica dotado de dito dispositivo de geração de energia e/ou dito dispositivo de armazenagem elétrica pertence no caso onde pane de energia elétrica ocorreu no grupo e controla para distribuir energia elétrica para o outro grupo no caso onde excesso de energia elétrica ocorreu no grupo; e controla a pluralidade de ditos dispositivos de geração de energia em ditos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica dos respectivos grupos na distribuição e recebimento de energia elétrica entre os respectivos grupos, o controle sendo realizado de maneira automática ou manual com base naquele modelo de classificação padrão para uma rede neural ser formada em um computador, produção total de eletricidade, energia elétrica máxima consumida e consumo de energia elétrica total do dia seguinte são preditas com base em no mínimo dados de desempenho real passado, previsão de tempo e informação de calendário do dia seguinte e quantidade teórica de radiação solar em tempo bom do dia, dados de desempenho real dos itens previstos e, informação de calendário e de tempo e quantidade teórica de radiação solar de um período fixo passado, que inclui no mínimo o dia, serem coletados para reaprendizado da rede neural, o reaprendizado é realizado por um algoritmo de propagação reversa de erro com base nos dados de predição e dados de desempenho real do dia, e a produção total de eletricidade, a quantidade de energia elétrica máxima consumida, a quantidade de energia elétrica total consumida do dia seguinte, serem preditos por uma rede neural atualizada.

5. Sistema de energia elétrica de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que quando acomodação de distribuição e recebimento de excesso ou deficiência de energia elétrica é realizado entre respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica com base na produção total de eletricidade, quantidade de energia elétrica máxima consumida e quantidade de energia elétrica total consumida para cada fornecedor e consumidor de energia elétrica preditas pela rede neural, ditos respectivos fornecedores e consumidores de energia elétrica trocarem informação sobre a sua energia elétrica e sincronização entre ditos respectivos dispositivos de controle de fornecimento e consumo de energia elétrica.

6. Sistema de energia elétrica de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um dispositivo de armazenagem elétrica tal como uma bateria capaz de operar um dispositivo elétrico por um tempo predeterminado, dito dispositivo de armazenagem elétrica sendo montado no dispositivo elétrico cujo consumo de energia elétrica é grande ou a energia elétrica de partida é grande, tal como um refrigerador e um condicionador de ar em cada fornecedor e consumidor de energia elétrica.

7. Sistema de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de a pluralidade de ditos fornecedores e consumidores de energia elétrica serem conectados a uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica ramificada, uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica nervurada, uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica irradiada, uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica em rede, e uma linha de fornecimento e consumo de energia elétrica combinada com estas linhas.

8. Sistema de energia elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de a pluralidade de ditos fornecedores e consumidores de energia elétrica a serem alternadamente interconectados em CC.