СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Российский патент 1999 года по МПК H02J13/00 

Область техники
Изобретение относится к энергетике и электросвязи и может быть использовано при идентификации произведенного электричества.

Уровень техники
B настоящее время в различных областях народного хозяйства широкое распространение получила идентификация произведенного товара.

Под термином "идентификация" следует понимать установление соответствия как партии объектов, так и штучного объекта (товара) своему индивидуальному опознавательному знаку. Идентификация может быть осуществлена путем нанесения идентификатора (метки) на товар или введения идентификатора в товар, например информационного сигнала о производителе в электричество.

Термин "идентификация" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Широкое распространение получила идентификация товара этикетками со штриховыми, знаковыми, цифровыми, буквенными кодами, а также датчиками - идентификаторами, выполненными в виде колебательных LC-контуров. Комбинация в коде букв, цифр, а также частота настройки LC-контура является идентификатором и однозначно определяет объект.

Упомянутые идентификаторы и способы их нанесения на объекты подробно описаны в описаниях к Патентам России:
N 2045780, по МКИ G 06 К 11/00, оп. 10.10.95 г.;
N 2074696, по МКИ A 61 H 39/00, оп. 10.03.97 г.;
N 2102246, по МКИ B 42 D 15/00, оп. 20.01.98 г.;
N 2106689, по МКИ G 06 К 17/00, оп. 10.03.98 г.;
N 2112958, по МКИ G 01 N 21/64, оп. 10.06.98 г.,
а также в описаниях к Свидетельствам на полезную модель:
N 0005883, по МКИ G 09 F 3/02, оп. 16.01.98 г.;
N 0006461, по МКИ G 09 F 3/02, оп. 16.04.98 г.

Однако они не могут быть использованы для идентификации произведенного, переданного, распределенного и потребленного электричества в силу специфики последнего как товара.

Под термином "электричество" следует понимать совокупность явлений, в которых обнаруживается существование, движение и взаимодействие (посредством электромагнитного поля) заряженных частиц. Как вариант под термином электричество понимается электроэнергия /4/.

Термин "электричество" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

В качестве аналога можно использовать способ производства электричества с переменным напряжением, описанный в описании к Авторскому свидетельству СССР N 390626 "Способ дистанционного управления коммутационным аппаратом электроустановки", опубликованном 11.07.73 г. по классу H 02 J 13/00, заключающийся в создании кодовой серии снятия напряжения с линии электропередачи. Данный аналог решает задачу дистанционного отключения электроустановок в аварийных и нештатных ситуациях и может быть интерпретирован (истолкован) в качестве способа идентификации неисправности в линии электропередачи.

Недостатком аналога является низкая достоверность определения источника, распределителя и потребителя электричества, а также участка электрической цепи и линии электропередачи, по которым осуществляется передача электричества от производителя до потребителя в электроэнергетической системе.

Под термином "электроэнергетическая система" следует понимать объединение источников электричества, например электростанций, связанных линиями электропередачи и совместно питающих потребителей электроэнергией /1/.

Термин "электроэнергетическая система" используется в данном контексте на протяжении всего описания.

Под термином "источник электричества" следует понимать предприятие, производящее электрическую энергию. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции (паротурбинные, газотурбинные, атомные и др.), гидроэлектростанции, солнечные, геотермальные, приливные и ветровые электростанции, химические источники тока и т.д. и т.п.

Термин "источник электричества" используется в данном контексте на протяжении всего описания.

Известен способ производства электричества с переменным напряжением, описанный в описании к Авторскому свидетельству СССР N 547917 "Способ управления рассредоточенными объектами, присоединенными к электрической сети общего пользования", опубликованном 25.02.77 г. по классу H 02 J 13/00, заключающийся в создании кратковременного сигнала циркулярного управления в виде однополярных импульсов с частотой следования, совпадающей с частотой сети.

Данный аналог решает задачу дистанционного циркуляционного управления рассредоточенными объектами по линиям электропередачи в аварийных и нештатных ситуациях и может быть интерпретирован в качестве способа идентификации неисправности или идентификации работ по устранению неисправности на линии электропередачи или на объекте управления.

Недостатком аналога является низкая достоверность определения источника, распределителя и потребителя электричества, а также участка электрической цепи и линии электропередачи, по которым осуществляется передача электричества от производителя до потребителя в электроэнергетической системе.

Известен также способ передачи широковещательной информации по каналу связи, описанный в описании к заявке на Патент России N 94033147 "Способ передачи широковещательной информации", опубликованном 20.02.98 г. по классу H 04 Q 7/06, включающий группирование информации в ряд информационных элементов и передачу ее в канал связи.

Данный аналог решает задачу передачи информации как стационарным, так и мобильным станциям по одному или нескольким каналам связи и может быть интерпретирован в качестве способа идентификации передатчика и приемника информации.

Недостатком аналога, в случае его применения на линиях электропередачи, является низкая достоверность определения источника, распределителя и потребителя электричества, а также участка электрической цепи и линии электропередачи, по которым осуществляется передача электричества от производителя до потребителя в электроэнергетической системе.

Наиболее близким по своей технической сущности прототипом к предлагаемому изобретению является способ производства электричества, включающий создание электродвижущей силы, описанный в описании к Авторскому свидетельству СССР N 758387 "Способ управления рассредоточенными объектами по проводам линии электропередачи", опубликованном 23.08.80 г. по классу H 02 J 13/00, заключающийся в генерации сигнала управления (или информационного сигнала) в виде импульсов с частотой следования, совпадающей с частотой сети и вносящих асимметрию синусоиды питающего напряжения относительно оси времени.

Под термином "информационный сигнал" следует понимать физический процесс (или явление), несущий сообщение (информацию) о каком-либо событии, состоянии или характеристиках объекта наблюдения либо передающий команды управления, указания, оповещения и т. д. В качестве информационного сигнала может использоваться, например, импульс напряжения, или серия импульсов напряжения определенной формы на одной из частотных гармоник, или в целом одна из составляющих напряжение высокочастотных гармоник.

Термин "информационный сигнал" используется в данном контексте на протяжении всего описания.

Вышеописанный прототип решает задачу дистанционного управления рассредоточенными объектами по линиям электропередачи в аварийных и нештатных ситуациях и может быть использован в качестве способа идентификации неисправности в линии электропередачи или объекта управления.

Недостатком прототипа является низкая достоверность определения источника, распределителя и потребителя электричества, а также участка электрической цепи и линии электропередачи, по которым осуществляется передача электричества от производителя до потребителя в электроэнергетической системе.

Сущность изобретения
Задачей изобретения является повышение достоверности определения источника электричества (электростанции), потребителя электричества, участка электрической цепи и линии электропередачи, по которым осуществляется передача электричества от источника до потребителя в электроэнергетической системе, а также распределителя электричества между потребителями (распределительного устройства). То есть обеспечение идентификации электричества как товара.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что способ производства электричества включает создании электродвижущей силы и в процессе и/или после создания электродвижущей силы в электричество вводят идентификатор источника электричества и/или потребителя электричества, и/или по крайней мере одной из линий электропередачи, и/или по крайней мере одного из распределителей электричества.

При этом обеспечивается идентификация электричества как товара.

Способ производства электричества с идентификатором может заключаться в том, что в качестве идентификатора в электричество вводят по крайней мере одну из частотных гармоник напряжения и/или тока. Это позволит повысить достоверность определения источника электричества.

Под термином "гармоника" следует понимать периодически изменяющуюся величину с определенной частотой во времени, например напряжение (частотная гармоника напряжения). Гармоника, частота которой равна частоте несинусоидальной периодической величины, называется основной гармоникой. Остальные гармоники, у которых частота, например, в 2, 3, 4 и т.д. раз больше частоты основной гармоники, называются высшими гармониками и наоборот, гармоники, у которых частота меньше частоты основной гармоники, называются низшими гармониками /2/.

Термин "гармоника" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Способ производства электричества с идентификатором может заключаться в том, что в качестве идентификатора используют однополярный и/или двухполярный импульс, или комбинацию однополярных и/или двухполярных импульсов, или периодическую и/или апериодическую последовательность однополярных и/или двухполярных импульсов. Это позволит повысить достоверность определения источника электричества, а также участка цепи или линии электропередачи.

Способ производства электричества с идентификатором, может заключаться в том, что в качестве идентификатора используют импульсы, у которых форму выполняют из группы, содержащей фрагменты многоугольника, конического сечения прямого кругового конуса. Это позволит повысить достоверность определения источника электричества, а также участка цепи или линии электропередачи.

Под термином "коническое сечение" следует понимать линию, которую образует поверхность прямого кругового конуса и секущая плоскость, не проходящая через его вершину.

Термин "коническое сечение" используется в данном контексте на протяжении всего описания, включая формулу изобретения.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Сущность способа производства электричества с идентификатором и возможность его практической реализации поясняется фиг. 1 - 4, где на фиг. 1 изображены основная 2, высшая 3 и низшая 4 частотные составляющие переменного напряжения U. Идентификатор 1 в виде однополярных импульсов введен в основную, высшую и низшую частотные гармоники, и, кроме того, в качестве идентификатора 1 используют гармонику более высокого порядка, чем гармоника 3.

На фиг. 2 представлены идентификаторы в виде комбинации однополярных 5 и двухполярных 6 импульсов.

На фиг. 3 представлены импульсы в виде части многоугольника 7 (двухполярного трапециевидного импульса), части окружности 8, различных по амплитуде треугольных однополярных импульсов 9 и 10.

На фиг. 4 представлена схема реализации способа производства и идентификации электричества, произведенного источниками электричества 13 и 14 и потребленного нагрузкой (потребителем) 15. Источники электричества соединены с потребителем линиями электропередачи с участками А-Б, В-Б и Б-Г. Источники электричества 13 и 14 оснащены генераторами 16 и 17 для введения идентификационных импульсов или гармоник. Линии электропередачи оснащены генераторами идентификационных импульсов 18, 19, 20. Распределитель электричества 24 оснащен генератором идентификационного импульса 25. Нагрузка 15 оснащена генератором идентификационного импульса 21. За нагрузкой располагается устройство приема идентификационных признаков источников и линий электропередачи 22. В результате расшифровки получаемой информации 23 потребитель получает данные о том, чье электричество он потребляет и по каким линиям электропередачи оно к нему доставлено.

Возможность реализации предлагаемого изобретения подтверждают данные по аналогичным способам и устройствам реализации способа, описанным в описаниях к изобретениям СССР:
Устройство для телесигнализации отключения секционирующего аппарата (Авторское свидетельство СССР N 352352 по МКИ H 02 J 13/00, оп. 21.09.1972 г.);
Способ формирование команды на отключение цепей переменного тока (Авторское свидетельство СССР N 433558 по МКИ H 02 J 13/00, оп. 25.06.1974 г.);
Устройство для связи между электросетями (Авторское свидетельство СССР N 542295 по МКИ H 02 J 13/00, оп. 05.01.1977 г.);
Способ передачи команд для дистанционного управления перемещаемым объектом (Авторское свидетельство СССР N 801190 по МКИ H 02 J 13/00, оп. 30.01.1981 г.);
Устройство для телесигнализации (Авторское свидетельство СССР N 811502 по МКИ H 02 J 13/00, оп. 07.03.1981 г.), а также в описании к Заявке на изобретение России: Способ передачи широковещательной информации (Заявка на изобретение N 94033147 по МКИ H 04 Q 7/06, оп. 20.02.1998 г.) и описании к Патенту России: Устройство для идентификации и подсчета литых заготовок в сходящемся технологическом потоке (Патент России N 2101764 по МКИ G 06 М 7/04, оп. 10.01.1998 г.).

Кроме того, генераторы (например, СВЧ) идентификационных признаков электричества будут иметь небольшие габариты, так как мощность генератора во много раз может быть меньше мощности импульсов /3/.

Например, при длительности импульса 10 мкс и мощности 100 кВт, при частоте следования импульсов 200 Гц мощность генератора будет не более 200 Вт.

Таким образом, применение данного устройства позволит достичь задачи изобретения.

Литература
1. Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для техникумов. -Л., Ленингр. Отд-ние, 1980. -376 с., ил.

2. Попов B.C. Теоретическая электротехника: Учебник для техникумов.- 3-е изд., доп. и перераб.- М.: Энергоизат, 1990.-544 с.: ил.

3. Жеребцов И.П. Основы электротехники, -5-е изд., перераб. и доп. -Л.: Энергоиздат. Ленинградское отд-ние, 1989. -352 с.: ил.

4. Советский энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1981. -1554 с.

Изобретение относится к энергетике и электросвязи и может быть использовано при идентификации произведенного, переданного и потребленного электричества. Достигаемый технический результат - повышение достоверности определения источника электричества, его потребителя, а также участка электрической цепи и линии электропередачи, по которым осуществляется передача электричества от источника до потребителя. Указанный технический результат достигается тем, что в процессе и/или после создания электродвижущейся силы в электричество вводят идентификатор источника и/или потребителя, и/или по крайней мере одной из линий электропередачи, или по крайней мере одного из распределителей электричества, причем в качестве идентификатора используют однополярные и/или двухполярные импульсы и их комбинации различной формы, а также одну из частотных гармоник переменного напряжения и/или тока. 1 с. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ производства электричества, включающий создание электродвижущей силы, отличающийся тем, что в процессе и/или после создания электродвижущей силы в электричество вводят идентификатор по крайней мере одного из источников электричества и/или по крайней мере одного из потребителей электричества, или по крайней мере одной из линий электропередачи, или по крайней мере одного из распределителей электричества. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве идентификатора используют однополярный и/или двухполярный импульс. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве идентификатора используют комбинацию однополярных и/или двухполярных импульсов. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве идентификатора используют периодическую и/или апериодическую последовательность однополярных и/или двухполярных импульсов. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что форму импульсов выполняют из группы, содержащей фрагменты многоугольника, конического сечения прямого кругового конуса. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве идентификатора используют по крайней мере одну из частотных гармоник переменного напряжения и/или тока.