PL216632B1 - Układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej. Dotychczas znane są i stosowane układy do pomiaru zużycia energii elektrycznej prądu jednofazowego Na przykład z książki Sroczan E. pt. „Nowoczesne wyposażenie techniczne domu jednorodzinnego. Instalacje elektryczne.”, Państwowe wydawnictwo rolnicze i leśne, Poznań 2004, s. 316-319 znane są podzespoły składowe układu do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej.

Ze zgłoszenia patentowego polskiego nr P. 353466 znane jest urządzenie do pomiaru zużycia energii elektrycznej, które umożliwia dostawcy i odbiorcy energii elektrycznej odczyt aktualnego wskazania i rejestru danych pomiarowych, nieskrępowany koniecznością dysponowania dostępem do powszechnych systemów informatycznych i miejscem lokalizacji licznika energii elektrycznej. Ze zgłoszenia patentowego polskiego nr P. 316153 oraz P. 287966 znane jest zastosowanie, w układzie jednotorowym, przekaźnika prądowego do sterowania zasilaniem odbiorników energii elektrycznej, oświetleniem. Zaś ze zgłoszenia patentowego polskiego nr P. 320978 znany jest elektroniczny licznik energii elektrycznej wyposażony w blok obliczeniowy, w rozumieniu układu mikroprocesorowego, oraz moduł porównawczo-sterujący, w rozumieniu układu pomiaru zużycia energii elektrycznej i logiki porównania z wartością zadaną, połączony z elementem wykonawczym, w rozumieniu sterowalnego przekaźnika prądowego - wynikiem działania tego licznika jest ewidencjonowanie jednotorowego przepływu energii elektrycznej i odłączanie tego przepływu w przypadku przekroczenia wartości zadanej.

Natomiast z publikacji Bober D. pt „Zasilanie odbiorcy w energię elektryczną poprzez tryby zasilania”. Rynek Energii, Nr 1(74) luty 2008, s. 27-32, znana jest metoda zasilania w energię elektryczną poprzez tryby zasilania. Teoria zasilania obwodów jednofazowych w modelu trybów zasilania opisuje przyporządkowanie do ilości energii zużytej w czasie na danym obwodzie zasilanym według tego modelu z parametrami jakościowymi opisującymi cechy zasilanego obwodu oraz wybrane cechy zużywanej energii. Przyporządkowanie wybranych grup cech do danej ilości energii zużytej w danym czasie na danym obwodzie jest realizowane na poziomie systemu informatycznego, zaś informacje o ewidencjonowanych wielkościach są pozyskiwane drogą elektroniczną. Również z artykułu Sroczan E. M. pt. „Zastosowanie systemu IT do optymalizacji kosztów zasilania energią elektryczną. Rynek Energii, nr 1(74) luty 2008, s. 18-22 znane są przykłady parametrów jakościowych jakie można przypisywać wyodrębnionym obwodom zasilania wewnątrz budynków odbiorców energii elektrycznej.

Istotą układu do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej jest to, że posiada n wydzielonych torów, korzystnie trzy tory, które połączone są z linią zasilającą poprzez przekaźniki, sterowane przez mikroprocesor przetwarzania i ewidencji, który połączony jest z zespołami elektronicznego pomiaru zużycia energii elektrycznej na każdym torze indywidualnie, przy czym przekaźniki są połączone z mikroprocesorem za pośrednictwem przełączników.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej pozwala na wydzielenie z jednorodnego obwodu zasilającego po stronie pierwotnej najkorzystniej trzech, jakościowo różniących się od siebie torów zasilania w energię elektryczną po stronie wtórnej, a tym samym pozwala na praktyczną realizację nowej metody zasilania w energię elektryczną poprzez tryby zasilania, gdzie pojęcie tryby zasilania określa hierarchiczny system sterowania zużyciem energii elektrycznej.

Wynalazek w przykładzie wykonania został przedstawiony na schematycznym rysunku, w ideowym widoku połączeń elementów kluczowych.

Układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej posiada cztery tory TRi, TR₂, TR3, i TR4, które połączone są z linią Li zasilającą poprzez sterowalne przekaźniki P1 P2, P3, i P4, sterowane przez mikroprocesor 3 przetwarzania i ewidencji. Mikroprocesor 3 przetwarzania i ewidencji posiada kanał 4 sprzężenia zwrotnego, który jest kanałem transmisji danych pomiarowych i komunikatów sterujących w pakietach IP z zewnętrznym operatorem. Mikroprocesor 3 przetwarzania i ewidencji połączony jest z zespołami LE1 LE2, LE3 i LE4 elektronicznego pomiaru zużycia energii elektrycznej na każdym torze TR1, TR2, TR3, i TR4 indywidualnie, ponadto posiada ekran 6 LCD do wyświetlania na bieżąco informacji o stanie pracy układu do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej i ma zestaw przycisków 7 umożliwiających interakcję z użytkownikiem. Interakcja z użytkownikiem polega na wyświetlaniu menu kontekstowego na ekranie 6 LCD. Zasilanie torów TR1, TR2, TR3, i TR4 jest sterowane ręcznie przez przełączniki PR1 PR2, PR3, i PR4 lub automatycznie poprzez mikroprocesor 3 przetwarzania i ewidencji, poprzez załączanie/odłączanie przekaźników P1 P2, P3, i P4.

PL 216 632 B1

Działanie układu do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej jednej linii L1 zasilającej energią elektryczną rozdzielonej na cztery niezależne tory TRj, TR₂, TR3, i TR4 jest następujące. Poszczególnym torom strony wtórnej przypisany jest parametr jakościowy informujący o trybie zasilania danego toru w energię elektryczną. Każdy z torów TR1, TR?, TR3, i TR4 strony wtórnej jest indywidualnie opomiarowany elektronicznym zespołem LEi LE?, LE3 i LE4 pomiaru zużycia energii elektrycznej, zaś dane o zużyciu energii elektrycznej są ewidencjonowane w nieulotnej pamięci znajdującej się wewnątrz mikroprocesora 3 przetwarzania i ewidencji. Mikroprocesor 3 przetwarzania i ewidencji ewidencjonuje pomiary zużycia energii elektrycznej na każdym z 4 torów oddzielnie oraz przechowuje dane o pomiarach zarówno narastająco jak i z dokładnością do zadanego kroku całkowania. Kanał 4 komunikacji elektronicznej udostępnia dwukierunkową komunikację w pakietach IP z zewnętrznym systemem informatycznym. Komunikaty elektroniczne wymieniane są w postaci skalowalnych struktur w formacie XML. Taka forma komunikacji zapewnia wymianę danych pomiarowych zawierających informację o stanie pracy układu do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej, a w kierunku zwrotnym pobieranie danych określających wartości parametrów jakościowych przypisanych poszczególnym torom TRj, TR2, TR3, i TR4 zasilania oraz innych danych istotnych w procesie zarządzania zużyciem energii elektrycznej dla większej grupy odbiorców wyposażonych w układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej. Układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej inicjuje komunikację elektroniczną z zewnętrznym systemem informatycznym z zadanym krokiem czasu, w każdym przypadku następuje dostarczenie informacji o pomiarze zużycia energii elektrycznej za okres od ostatniego nawiązania komunikacji oraz pobranie wartości parametrów jakościowych. Mikroprocesor 3 przetwarzania i ewidencji dokonuje interpretacji otrzymanych wartości parametrów jakościowych i na tej podstawie dokonuje sterowania w dostępnością zasilania w energię elektryczną na poszczególnych torach TRi TR₂, TR3, i TR4 strony wtórnej poprzez załączanie/odłączanie przekaźników prądowych Pi, P?, P3, i P4 regulujących dostępność energii elektrycznej na poszczególnych torach TRi TR₂, TR3, i TR4. Niezależnie od dostępności kanału 4 komunikacji elektronicznej, układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej pozwala na „ręczne” sterowanie zasilaniem w energię elektryczną poszczególnych torów TRi, TR?, TR3, i TR4 strony wtórnej. Realizowane jest to poprzez wyprowadzone na zewnątrz obudowy przycisków PRi PR?, PR3, i PR4 „ręcznego sterowania”, które zarządzają stanem przekaźników prądowych Pi, P?, P3, i P4. Przełączniki PRi PR?, PR3, i PR4 załączają lub odłączają przekaźniki prądowe P^, P?, P3, i P4, regulując dostępność zasilania w energię elektryczną poszczególnych torów TRi, TR₂, TR3, i TR.4_strony wtórnej. Ponadto układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej posiada ekran 6 LCD do wyświetlania komunikatów o zużyciu energii elektrycznej na poszczególnych torach TRi, TR?, TR3, i TR4 oraz o bieżącym stanie pracy układu do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej. Dodatkowo wyprowadzono trzy przyciski 7 do interakcji z użytkownikiem układu do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej. Interakcja odbywa się poprzez nawigowanie po menu aplikacji zarządzającej pracą mikroprocesora 3 przetwarzania i ewidencji.

Claims (1)

1. Układ do pomiaru i sterowania zużyciem energii elektrycznej składający się ze sterowalnych przekaźników prądowych, elektronicznych układów pomiaru zużycia energii elektrycznej, mikroprocesora z oprogramowaną logiką ewidencji pomiarów zużycia energii elektrycznej w osi czasu, wyświetlacza LCD do wyświetlania komunikatów z układu mikroprocesorowego, kanału komunikacyjnego do wymiany danych, poprzez protokół IP, zestawu przycisków do zmiany stanów na wejściach układu mikroprocesorowego, znamienny tym, że posiada n wydzielonych torów (TR₂, TR?, TR3, i TR4), korzystnie trzy tory, które połączone są z linią (Li) zasilającą poprzez przekaźniki (Pi, P?, P3, i P4), sterowane przez mikroprocesor przetwarzania i ewidencji, połączony z zespołami (LEi LE?, LE3 i LE4) elektronicznego pomiaru zużycia energii elektrycznej na każdym torze (TR₂, TR₂, TR3, i TR4) indywidualnie, a dodatkowo przekaźniki (Pi, P?, P3, i P4) są połączone z mikroprocesorem za pośrednictwem przełączników (PRi PR?, PR3, i PR4) sterowania ręcznego.