Система и способ управления электроснабжением Российский патент 2020 года по МПК G06Q50/06 H02J13/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе управления электроснабжением и способу выбора электроснабжения, в частности оно относится к компьютеризированной системе и способу автоматического выбора электроснабжения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Тарифы на электроэнергию часто являются сложными и приводят в замешательство потребителей, главным образом потому, что энергетический рынок был либерализован (т.е. денационализирован и дерегулирован) и в определенном смысле открыт для конкуренции. Несмотря на то, что это в некотором смысле революционное изменение следовало бы понимать как нечто действительно весьма выгодное для потребителя, оно, тем не менее, создало некоторые новые проблемы и нежелательные последствия для среднего потребителя. Постоянно изменяющиеся ставки (тарифы) вместе с огромным количеством контрактов (подписок), предлагаемых теперь множеством поставщиков, могут легко привести к большой путанице и беспокойству для потребителей. Бремя выбора правильной подписки (т.е. правильной продолжительности) в нужный момент времени от нужного поставщика, чтобы сделать наиболее выгодный в финансовом отношении выбор, может временами быть чрезвычайным, и даже более того, учитывая актуальные усилия, связанные также с предложением экологически сознательного выбора.

В целом, после того, как выбор поставщика произведен, затруднение для потребителей состоит в принятии решения по выбору между плавающей/переменной ставкой (без какого-либо контрактного периода) и фиксированной ставкой (с заранее заданным контрактным периодом). Часто на этом этапе потребителям становится трудно сделать осознанный выбор, главным образом из-за отсутствия опыта и надлежащих ресурсов. Однако даже при надлежащем опыте и неограниченных ресурсах иногда просто невозможно предсказать будущие цены на электроэнергию, в частности в течение более длительного периода времени, например, более 3 лет. Таким образом, потребители остаются с выбором, который много раз оказывает значительное влияние на их финансы, и его влияние в целом пропорционально потреблению электроэнергии, а это значит, что осуществление «правильного» выбора становится тем более важным, чем больше электроэнергии вы потребляете.

В связи с этим не существует системы, которая предоставляет решение, избавляющее потребителей от описанного выше тяжелого решения. В настоящее время существуют агрегаторы ставок, но они не особенно помогают потребителям принимать обоснованное решение. Существуют также системы, реализующие дифференцированные тарифы Economy 7 или Economy 10, однако они не являются очень гибкими и в действительности не решают проблему, если не считать предоставления инструментов для экономии денег, если вы готовы пожертвовать комфортом при использовании любого бытового прибора в любое время суток.

Другая известная попытка устранить некоторые из вышеупомянутых проблем раскрыта в ЕР 2565586, где описан способ передачи отчетности и учета для оценки потребления коммунальных услуг, измеряемых счетчиками коммунальных услуг, в сети связи, охватывающей по меньшей мере один прокси-сервер концентратора данных, расположенный в качестве промежуточного устройства между счетчиками коммунальных услуг и по меньшей мере одним поставщиком коммунальных услуг. Концентратор данных используется для установления защищенной связи с каждым поставщиком коммунальных услуг, получения таблицы тарифов, выбора лучших предложений на основе этой информации и отправки регулярного отчета о потреблении соответствующему поставщику, чтобы облегчить выставление счетов и уменьшить объем информации, которой каждый поставщик коммунальных услуг должен управлять. Однако этот способ и система зависят от наличия «умных» сетей электроснабжения и «умных» счетчиков и сегодня не применимы для большинства энергосистем.

Поэтому существует потребность в улучшенной системе и способе управления поставкой электроэнергии потребителям, которые избавляют потребителей от этих сложных решений и позволяют потребителям всегда иметь возможность выбирать тариф, который является экономически выгодным в данный момент, чтобы ошибочное решение, принятое давно, могло иметь существенно меньшее воздействие на личные финансы сегодня, тем самым давая потребителям некоторую возможность противостоять гигантам, контролирующим энергетический рынок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

По этой причине целью настоящего изобретения является создание системы и способа для управления электроснабжением и в частности для выбора механизма подачи электроэнергии потребителю, который смягчает все или некоторые из вышеупомянутых недостатков известных систем.

Эта цель достигается с помощью системы и способа управления электроснабжением, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается система управления электроснабжением для подключения нагрузки и/или источника к электрической сети, причем упомянутая система содержит:

по меньшей мере два электрических счетчика, связанных с разными режимами электроснабжения, имеющими разные параметры;

коммутационный блок, выполненный с возможностью отдельно подключать каждый электрический счетчик из упомянутых по меньшей мере двух электрических счетчиков между электрической сетью и нагрузкой/источником; и

блок управления для управления коммутационным блоком для подключения или отключения каждого электрического счетчика;

в которой блок управления содержит схему связи для связи с удаленным хранилищем данных для получения данных реального времени, относящихся по меньшей мере к одному из упомянутых параметров; а также

в которой блок управления выполнен с возможностью подключать один из по меньшей мере двух электрических счетчиков и отключать другой электрический счетчик (другие электрические счетчики) на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия. Таким образом, потребителю предоставляется больший контроль над организацией потребления электроэнергии, а процесс принятия решений по выбору поставщика услуг значительно облегчается.

Следует понимать, что система в соответствии с первым аспектом может в первом сценарии использоваться для подключения нагрузки к электрической сети, и в этом случае нагрузкой может быть, например, потребитель (например, домашнее хозяйство, коммерческий бизнес и т.д.), а различные режимы электроснабжения относятся к поставщикам энергии, например владельцам/операторам различных электростанций. Вместе с тем, во втором сценарии система может также использоваться для подключения источника к электрической сети, и в этом случае источником может быть, например, небольшой поставщик энергии (например, ферма с ветряной мельницей или домашняя солнечная панель и т.д.), и различные режимы электроснабжения относятся к различным покупателем энергии, например энергетическим компаниям, которые покупают энергию из, например, местных источников. В этом втором сценарии разными параметрами могут быть, соответственно, цены, которые предлагаются различными покупателями энергии, например, один электрический счетчик может быть связан с плавающей покупной ценой, основанной на текущем спросе/потребности, а другой электрический счетчик может быть соответственно связанным с фиксированной покупной ценой с фиксированным сроком контракта. Электрическими счетчиками могут быть, соответственно, по меньшей мере два отдельных однонаправленных электрических счетчика для каждого из двух сценариев, или по меньшей мере два электрических счетчика могут быть двунаправленными электрическими счетчиками, как известно в данной области техники. В дальнейшем изобретение в целом будет описано со ссылкой на первый сценарий, однако специалист без труда поймет, как интерпретировать данное описание, чтобы применить концепцию изобретения в соответствии со вторым сценарием.

Термин «данные реального времени» в настоящем контексте понимается как данные, которые обновляются по мере извлечения, т.е. значение или данные, которые, будучи извлеченными, соответствуют текущему значению параметра. Или же, другими словами, данные реального времени представляют собой информацию, которая доставляется сразу же после сбора, т.е. нет задержки в своевременности предоставляемой информации. Кроме того, данные могут извлекаться регулярно и часто, например через секунду, или более редко, например один раз в час/день, в зависимости от предполагаемого применения. Таким образом, данные могут быть потоковыми данными, динамическими данными или статическими данными.

Кроме того, термин «энергетическая сеть» (или электрическая сеть) следует понимать как взаимосвязанную сеть для доставки электроэнергии от поставщиков потребителям. Она обычно состоит из высоковольтных линий электропередачи, которые передают энергию от отдаленных источников к центрам спроса, и распределительных линий, которые соединяют отдельных потребителей.

Настоящее изобретение базируется на понимании того, что, предоставляя систему, имеющую по меньшей мере два электрических счетчика, которые соединены с одной и той же энергетической/электрической сетью (и одной нагрузкой/источником), но связаны с различными режимами электроснабжения, можно реализовать систему распределения энергии, которая является гораздо более динамичной и более адаптированной к текущим потребностям потребителей, чем любая другая ранее известная система. Различные режимы электроснабжения, в свою очередь, связаны с различными параметрами, которые могут, например, представлять собой различных поставщиков энергии, различные типы электростанций, различные тарифные ставки, уровни/значения выбросов загрязняющих веществ, покупные цены и т.д. Настоящее изобретение особенно полезно с учетом постоянно растущей глобальной потребности в экологически чистых решениях. Например, многие потребители, т.е. домохозяйства, компании и т.д., вероятно, подумают о том, чтобы заплатить немного больше, чтобы купить «зеленое электричество» по сравнению с менее экологически чистыми альтернативами, например, электричеством, производимом из ископаемого топлива или в результате ядерной реакции.

Однако многие потребители воздерживаются от этого из-за колебаний цен на энергоносители и из-за финансовых последствий, которые этот единственный выбор может иметь в будущем. Другими словами, даже если потребитель будет рассматривать возможность платить немного больше на благо окружающей среды, этот потребитель не может предсказать будущее и потенциальное разрушительное воздействие, которое такое решение может оказать на его финансы. Потребитель в данном контексте должен пониматься как частное лицо или коммерческая организация. Поэтому многие потребители, которые потенциально выбрали бы экологически чистую альтернативу, вынуждены вместо этого выбирать экологически вредного поставщика электроэнергии. Таким образом, предоставляя решение, которое позволяет потребителю иметь более динамичную систему управления электроснабжением, которая дает возможность довольно легко переключаться между режимами электроснабжения, электроснабжение может быть более адаптировано к текущим потребностям потребителя и, прежде всего, к его возможностям. Таким образом, потребителю разрешено предоставлять по меньшей мере одно заранее заданное условие, касающееся того, какое электропитание следует использовать, например, такое, как подключение электрического счетчика, связанного с «зеленой энергией», если разница в тарифных ставках не превышает определенного заранее заданного уровня, то есть потребителю разрешается выбрать электроснабжение, которое в большей степени согласуется с его текущими потребностями и возможностями. Другими словами, одним из по меньшей мере одного заранее заданного условия может быть выбор электрического счетчика, связанного с режимом электроснабжения, имеющим желательное или оптимальное значение параметра.

В соответствии с одним примером осуществления блок управления дополнительно выполнен с возможностью подключать один из по меньшей мере двух электрических счетчиков и отключать другие электрические счетчики в любой данный момент времени на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия. Это означает, что в любой момент времени может произойти переключение между различными электрическими счетчиками и, тем самым, различными режимами электроснабжения, при условии выполнения по меньшей мере одного заранее заданного условия. Например, если потребитель имеет два электрических счетчика, т.е. два режима электроснабжения, и разными параметрами являются соответствующие тарифные ставки, одна из которых - так называемая плавающая тарифная ставка (т.е. постоянно меняющаяся), а другая - фиксированная тарифная ставка, с установленным периодом подписки. Заранее заданным условием может быть подключение любого из двух электрических счетчиков, связанного с самой низкой ставкой. Таким образом, поскольку блок управления выполнен с возможностью собирать/получать данные реального времени, относящиеся по меньшей мере к одной из тарифных ставок, он может мгновенно переключаться, когда обнаруживает, что плавающая ставка опускается ниже фиксированной ставки или наоборот, таким образом потребитель может быть обеспечен наиболее экономически выгодным электричеством на постоянной основе. Соответственно, потребителю не нужно ждать до конца периода контракта, чтобы осуществить переключение, но вместо этого потребители могут быть подключены к самой низкой ставке на постоянной основе. Блок управления может быть выполнен с возможностью только получать/извлекать данные реального времени, относящиеся к плавающей тарифной ставке (например, для получения цены спота/пула электроэнергии), тогда как фиксированная ставка может предоставляться и храниться локально в блоке памяти, имеющемся в составе блока управления, и, следовательно, быть полученной из локального хранилища данных (т.е. блока памяти). Аналогичным образом другие параметры, которые менее подвержены быстрому изменению во времени, относящиеся к режимам электроснабжения, могут быть предоставлены и сохранены локально, например, уровни выбросов загрязняющих веществ, тип источника энергии и т.д.

В соответствии со вторым примером осуществления, блок управления дополнительно выполнен с возможностью подключать один из по меньшей мере двух электрических счетчиков, прежде чем отключить другой электрический счетчик, чтобы достичь бесшовного переключения. Это гарантирует отсутствие перебоев в поставке между событиями переключения, которые могут потенциально повредить некоторые компоненты или устройства.

В соответствии с другим примером осуществления по меньшей мере два электрических счетчика интегрированы в один блок. Это позволяет использовать компактное и удобное для пользователя решение. Электрик/поставщик услуг может установить этот один отдельный блок и подключить соответствующие кабели к этому блоку вместо того, чтобы делать по одной установке для каждого электрического счетчика. Например, это можно сравнить с наличием двух или более SIM-карт в сотовом телефоне, где телефон способен переключаться между SIM-картами во время телефонного разговора в зависимости от того, какая «ставка» является самой низкой в этот момент времени. Более того, коммутационный блок и блок управления могут быть интегрированы в один отдельный блок.

В соответствии с еще одним примером осуществления, блок управления содержит блок памяти, содержащий базу данных, которая включает в себя значения выбросов загрязняющих веществ, связанные с различными типами источников энергии, причем упомянутые разные параметры представляют собой тип источника энергии и одним из упомянутого по меньшей мере одного заранее заданного условия является выбор источника энергии с наименьшим значением выбросов загрязняющих веществ, извлеченным из упомянутой базы данных. Это дополнительно подчеркивает экологический потенциал изобретения. В этом варианте осуществления потребителю может быть предоставлен самый экологически чистый источник энергии в любой момент времени. База данных может представлять собой внутренне хранимую базу данных или удаленную базу данных (например, в «облаке»), доступ к которой может получить блок управления. Кроме того, могут существовать дополнительные заранее заданные условия, т.е. комбинирование извлеченных значений выбросов загрязняющих веществ с непредвиденными обстоятельствами относительно тарифных ставок, которые могут быть извлечены в виде данных реального времени из удаленного хранилища данных. Например, блок управления может быть выполнен с возможностью подключать электрический счетчик, связанный с режимом электроснабжения, который в свою очередь связан с наименьшим значением выбросов, учитывая, что тарифная ставка не превышает заранее заданное значение, в противном случае выбирается второе наименьшее значение выбросов, если тарифная ставка в свою очередь не превышает заранее заданное значение и т.д. Таким образом, потребитель имеет возможность выбрать самого экологически чистого поставщика услуг, которого он может себе позволить в данное время. Кроме того, если предпочтения потребителя меняются, он может просто сконфигурировать заранее заданные условия, чтобы система соответствовала текущим предпочтениям, поэтому система является чрезвычайно динамичной и работает в соответствии с условиями в реальном времени.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предлагается способ подключения по меньшей мере одного из нагрузки или источника к электрической сети в системе управления электроснабжением, содержащей по меньшей мере два электрических счетчика, связанных с разными режимами электроснабжения, имеющими разные параметры, блок коммутации, выполненный с возможностью отдельно подключать каждый электрический счетчик из упомянутых по меньшей мере двух электрических счетчиков между энергетической сетью и нагрузкой/источником, причем упомянутый способ включает в себя:

извлечение данных реального времени, относящихся по меньшей мере к одному из упомянутых параметров, из удаленного хранилища данных;

управление упомянутым коммутационным блоком, чтобы подключить один электрический счетчик и отключить другой электрический счетчик (другие электрические счетчики) на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия.

Коммутационный блок может управляться вручную, например путем ручного переключения набора переключателей, или он может управляться путем подачи управляющего сигнала на коммутационный блок, чтобы подключить один электрический счетчик и отключить другой электрический счетчик (другие электрические счетчики) на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия.

В этом аспекте изобретения присутствуют те же самые преимущества, примеры осуществления и предпочтительные признаки, как и в ранее рассмотренном первом аспекте изобретения.

Эти и другие признаки настоящего изобретения будут дополнительно пояснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для иллюстративных целей изобретение будет описано более подробно ниже со ссылкой на его варианты осуществления, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах, на которых:

Фиг. 1 иллюстрирует представление в виде структурной схемы системы управления электроснабжением в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 иллюстрирует представление в виде структурной схемы системы управления электроснабжением в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 иллюстрирует блок-схему процесса в соответствии с вариантом осуществления со ссылкой на конфигурацию на фиг. 1.

Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В последующем подробном описании будут описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Однако следует понимать, что признаки различных вариантов осуществления являются взаимозаменяемыми между вариантами осуществления и могут быть объединены по-разному, если только конкретно не указано иное. Несмотря на то, что в последующем описании изложено множество конкретных деталей для обеспечения более полного понимания настоящего изобретения, специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные конструкции или функции не описываются подробно, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения.

На фиг. 1 показана структурная схема варианта осуществления изобретения, который будет описан более подробно ниже! На чертеже дано схематическое представление нескольких различных режимов 101 электроснабжения, которые осуществляют подачу электроэнергии через энергетическую сеть потребителям. Энергетическую сеть следует понимать как электрическую сеть, которая представляет собой сеть поставщиков и потребителей синхронизированной энергии (электроэнергии), которые соединены линиями передачи и распределения, т.е. системой передачи электроэнергии. Или, другими словами, энергетическая сеть (электрическая сеть) представляет собой взаимосвязанную сеть для доставки электроэнергии от поставщиков потребителям. Она обычно состоит из высоковольтных линий передач, которые передают мощность от отдаленных источников к центрам спроса, и линий распределения, которые соединяют отдельных потребителей.

Энергетическая сеть часто управляется одним или более центрами управления. Потребитель обычно ограничивается одной организацией, которая отвечает за передачу электроэнергии, однако на дерегулированных энергетических рынках потребитель часто может выбирать между различными провайдерами или поставщиками электроэнергии. Так, блок 101 можно рассматривать как множество поставщиков. Однако, если это применимо, блок 101 можно рассматривать как одного поставщика, который обеспечивает различные типы режимов электроснабжения. Режим электроснабжения в этом контексте следует понимать как поставщика электроэнергии, имеющего определенный набор параметров, связанных с ним, например, тарифную ставку (цену за биллинговую единицу электроэнергии), тип электростанции / источника энергии, местоположение, рабочее состояние и т.д.

Кроме того, система 100 содержит множество N (N - любое подходящее целое число) электрических счетчиков 103.1-103. N, которые измеряют количество электрической энергии, потребляемой потребителем (или нагрузкой) 104. При этом электрические счетчики 103.1-103.N связаны, каждый, с разными режимами электроснабжения, имеющими разные параметры, например различные тарифные ставки (чаще всего цена за киловатт-час (кВтч)) или тип электростанции (например, атомная, ветряная, солнечная, гидроэнергетическая, угольная и т.д.). Более того, система 100 не должна быть фиксированной системой, она может также представлять собой мобильную систему, установленную, например, в электромобиле, лодке и т.д. Например, она может использоваться для обеспечения наиболее выгодной цены на электричество, когда производится зарядка электромобиля непосредственно от сети, или при продаже электричества, запасенного в электромобиле, обратно в сеть.

Кроме того, система 100 дополнительно содержит коммутационный блок 102, выполненный с возможностью индивидуального подключения каждого из электрических счетчиков 103.1-103.N между энергетической сетью и нагрузкой. Следовательно, коммутационный блок может находиться в функциональном соединении с каждым из электрических счетчиков 103.1-103.N. Коммутационный блок 102 может управляться, например, управляющим сигналом, чтобы активировать или деактивировать любую конкретную подачу электроэнергии (обозначенную стрелками 107) от любого конкретного режима 101 электроснабжения. Это, например, осуществляется путем подключения или отключения любого конкретного электрического счетчика 103.1-103.N между нагрузкой 104 и энергетической сетью. Следует отметить, что коммутационный блок 102 показан между энергетической сетью и электрическими счетчиками 103.1-103.N в этом конкретном примере, однако он может быть расположен между нагрузкой 104 и электрическими счетчиками 103.1-103. N. Другими словами, система 100 управления электроснабжением расположена между электрической сетью (как, например, обозначено стрелками между поставщиком (поставщиками) 101 и коммутационным блоком (102)) и нагрузкой.

Коммутационный блок 102 может также быть единственным коммутационным блоком, содержащим множество переключающих элементов (102.1-102.N на фиг. 2), по одному для каждого из электрических счетчиков в соответствии с примером осуществления изобретения. Кроме того, электрические счетчики 103.1-103.N могут быть интегрированы в один отдельный блок. Отдельный блок электрических счетчиков может при этом содержать соответствующие схемы для измерения потребляемой электрической энергии для множества различных режимов 101 электроснабжения. Другими словами, отдельный блок электрических счетчиков может заключать в себе множество входов (по одному для каждого режима электроснабжения из множества режимов 101 электроснабжения) и один выход для нагрузки 104.

Переключение между двумя режимами электроснабжения может быть осуществлено таким образом, чтобы два режима электроснабжения, связанные с двумя электрическими счетчиками 103.1, 103.2, одновременно предоставляли электроэнергию в течение короткого периода времени, чтобы гарантировать отсутствие прерывания подачи электроэнергии потребителю во время события переключения. Это может быть выполнено, например, в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 2, удержанием обоих переключающих элементов 102.1-102.N, связанных с двумя электрическими счетчиками 103.1, 103.2, в проводящем состоянии в течение короткого времени, например 1-5 секунд или менее (в диапазоне миллисекунд), в зависимости от предполагаемого применения. Это также может быть выполнено при наличии конденсатора в коммутационном блоке 102, который действует в качестве промежуточного источника электроснабжения во время событий переключения.

Система 100 дополнительно содержит блок 105 управления, например блок управления IOT (Internet of Things, «Интернет вещей»), который выполнен с возможностью управлять коммутационным блоком 102, т.е. эффективно подключать и отключать каждый электрический счетчик 103.1-103.N между электрической сетью и нагрузкой 104. Блок 105 управления имеет также схемы связи для связи (обозначенной стрелкой 108) с удаленным хранилищем 106 данных для получения данных реального времени, относящиеся к параметрам, которые связаны с каждым из режимов 101 электроснабжения в системе. Это может быть, например, получение в реальном времени значений текущей тарифной ставки для одного или всех режимов 101 электроснабжения.

Блок 105 управления может дополнительно содержать подходящее программное обеспечение или аппаратное обеспечение для сравнения полученных данных и для управления коммутационным блоком 102 на основе результата и заранее заданного условия, например подключения электрического счетчика из множества электрических счетчиков 102.1-102.N, который связан с режимом 101 электроснабжения, имеющим параметр, который имеет самое низкое или самое высокое значение.

Аналогичным образом, электрические счетчики 103.1-103.N могут измерять количество электрической энергии, подаваемой источником 104 (например, фермой с ветряной мельницей или солнечной панелью в домохозяйстве) в энергетическую сеть 101 в соответствии со вторым сценарием, обсуждаемым ранее в данной заявке. Стрелки 107 могут быть в этом случае быть просто обращены в противоположных направлениях. Для краткости предполагается, что специалист без труда поймет, как концепция изобретения применяется во втором сценарии, и сможет извлечь необходимую информацию из описания без этих конкретных деталей.

Далее будет описан пример осуществления изобретения, чтобы дополнительно разъяснить концепцию изобретения; причем разными параметрами, связанными с электрическими счетчиками 103.1-103.N, выбраны тарифные ставки. Однако это не должно трактоваться как ограничение объема изобретения, а только как простой пример нескольких реалистичных параметров, например, типа электростанции, местоположения электростанции, уровней выбросов загрязняющих веществ, рабочего состояния и т.д. Для удобства количество параметров, связанных с каждым режимом электроснабжения, в этом примере выбрано равным только единице. Кроме того, заранее заданным условием, на котором базируется подключение или отключение электрического счетчика, при этом соответственно выбрана самая низкая ставка, т.е. электрический счетчик, связанный с наименьшим значением извлеченных данных реального времени, выбирается как подключенный, а остальные электрические счетчики являются отключенными.

Кроме того, когда система работает, блок управления может анализировать данные реального времени, чтобы определить самую низкую тарифную ставку в любой данный момент времени. Например, первый электрический счетчик 103.1 может быть связан с плавающей тарифной ставкой, означающей, что цена за единицу биллинга электроэнергии изменяется со временем, например, ежечасно, ежедневно, еженедельно и т.д. Второй электрический счетчик 103.2 может быть связан с фиксированной тарифной ставкой. В этом примере осуществления количество электрических счетчиков в 103.1-103.N в системе для краткости выбирается равным двум, т.е. N=2.

Блок 105 управления здесь осуществляет связь по линии 108 беспроводной связи с удаленным хранилищем 106 данных для получения значений в реальном времени этих двух параметров (тарифных ставок) или по меньшей мере для плавающей тарифной ставки, чтобы сравнить эти два значения с целью определения, какое значение является самым низким (т.е. какая тарифная ставка является самой низкой) в любой данный момент времени. В качестве альтернативы фиксированная ставка может быть предоставлена непосредственно блоку управления, например, через пользовательский интерфейс, и сохранена в блоке памяти блока управления. К тому же блок управления может быть дополнительно выполнен с возможностью управлять коммутационным блоком 102, чтобы отключать подачу от поставщика, имеющего в настоящий момент более высокую тарифную ставку, и подключать подачу от поставщика, имеющего в настоящее время более низкую тарифную ставку, тем самым гарантируя, что потребитель (нагрузка 104) получит наиболее экономически выгодную электроэнергию, полагая, что в данное время была активной подача электроэнергии с более высокой тарифной ставкой. Нагрузкой 104 может быть жилой дом, офисное здание или любые промышленные помещения.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, концепция изобретения может быть реализована на практике с помощью системы, имеющей два электрических счетчика 103.1, 103.2 с одним переключающим элементом 102.1, 102.2, связанным с каждым электрическим счетчиком 103.1, 103.2. Однако можно иметь также более двух электрических счетчиков, где, например, один имеет плавающую тарифную ставку, а другие имеют фиксированные тарифные ставки с разными сроками контрактов, например, 2, 3, 5 или 10 лет. Кроме того, можно иметь множество электрических счетчиков, каждый из которых связан с плавающей тарифной ставкой, но каждый от своего поставщика электроэнергии. Например, цена за биллинговую единицу может различаться между плавающими тарифными ставками от различных поставщиков, например, в течение нескольких месяцев (или недель, дней, часов) поставщик А имеет самую низкую плавающую тарифную ставку, тогда как в другие периоды времени поставщик В имеет самую низкую плавающую тарифную ставку, а в течение некоторых других периодов времени поставщик С имеет самую низкую плавающую тарифную ставку и т.д.

Для облегчения понимания настоящего изобретения представлен подробный пример со ссылкой на фиг. 3. Процесс 300, показанный на фиг. 3, применим в примере системы электроснабжения, содержащей два электрических счетчика, связанных с разными режимами электроснабжения, имеющими разные параметры. Первый режим электроснабжения, называемый режимом А электроснабжения, представляет собой поставщика электроэнергии, у которого электроэнергия генерируется на электростанции, имеющей значение А1 выбросов, с фиксированной тарифной ставкой А2 и с установленным сроком контракта или подписки. Второй режим В электроснабжения представляет собой поставщика электроэнергии, у которого электричество генерируется на электростанции, имеющей значение В1 выбросов и плавающую тарифную ставку В2, которая изменяется почасово. Кроме того, блок 105 управления снабжают заранее заданным условием 301, которое состоит в том, чтобы выполнить активацию (или подключение) электрического счетчика, связанного с режимом электроснабжения, имеющим наименьшее значение выбросов, если тарифная ставка режима электроснабжения, имеющего наименьшее значение выбросов, не превышает более чем в 1,3 раза тарифную ставку другого режима электроснабжения. Блок 105 управления может быть снабжен, как указано стрелкой 310, этим заранее заданным условием со стороны потребителя, например, с помощью пользовательского интерфейса, предусмотренного на блоке управления или на веб-сайте, подключенном к блоку 105 управления. Кроме того, блок 105 управления извлекает, как указано стрелкой 311, данные реального времени, относящиеся к параметрам, связанным с двумя режимами А и В электроснабжения, из удаленного хранилища 106 данных.

Далее блок 105 управления сравнивает (302) различные значения А1 и В1 выбросов загрязняющих веществ, чтобы определить, какое значение является самым низким значением, в соответствии с заранее заданным условием 301. Это может быть реализовано с помощью надлежащим образом разработанного аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их комбинации в пределах блока 105 управления, и не будет для краткости описываться более подробно, однако обычный специалист в соответствующей области техники легко поймет, что изобретение может быть осуществлено на практике без одной или более конкретных деталей.

В первом возможном сценарии считается, что А1 ниже, чем В1, и блок управления при этом сравнивает 303 две тарифные ставки в соответствии с заранее заданным условием 301, т.е. сравнивает тарифную ставку А2 режима А электроснабжения с тарифной ставкой В2 режима В электроснабжения, но с коэффициентом 1,3, умноженным на тарифную ставку В2 режима В электроснабжения. Следовательно, если тарифная ставка А2 поставщика А меньше (или равна) 1,3 тарифной ставки В2 режима В электроснабжения, блок 105 управления определяет, что электрический счетчик, связанный с режимом А электроснабжения, должен быть активным, т.е. включенным между энергетической сетью и нагрузкой.

В зависимости от того, какой из двух режимов (А или В) электроснабжения является активным в данный момент времени, т.е. какой из двух электрических счетчиков в данный момент времени включен между энергетической сетью и нагрузкой, блок управления может либо подавать управляющий сигнал для выполнения переключения (если В в данный момент активен), либо ничего не делать (если А в данный момент активен).

Однако, если бы сравнение 303 тарифных ставок дало другой результат, т.е. тарифная ставка А2 превысила бы в 1,3 раза тарифную ставку В2, не имело бы значения, что А2 связано с более низким уровнем выбросов, и блок управления определил бы, что режим В электроснабжения должен быть активным, т.е. электрический счетчик, связанный с режимом В электроснабжения, должен быть подключен в соответствии с заранее заданным условием 301.

Аналогично, если было бы определено, что режим В электроснабжения имеет самое низкое значение В1 выбросов из двух значений Al, В1 выбросов, блок управления может определить, какой из двух электрических счетчиков должен быть подключен, на основе сравнения (304) между двумя извлеченными тарифными ставками А2, В2 в соответствии с заранее заданным условием 301. Таким образом, потребитель, который является экологически сознательным, снабжается очень динамичной альтернативой в отношении функционирования своего электроснабжения, которое легко настраивается для каждого конкретного потребителя. Однако это всего лишь один пример осуществления того, как изобретение может быть реализовано. Очевидные альтернативы и модификации, например предоставляющие уровни Al, А2 непосредственно, например через пользовательский интерфейс, в блок управления, чтобы опустить один шаг в процессе 300, следует считать находящимися в объеме изобретения. Кроме того, сценарий с равными значениями выбросов был опущен для краткости, однако, как без труда поймет квалифицированный специалист, заранее заданные условия могут быть легко адаптированы для учета такого сценария, например чтобы при этом непосредственно сравнивать тарифные ставки режимов электроснабжения, имеющих равные значения выбросов.

Фиг. 4 представляет блок-схему 400 для иллюстрации способа в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Во-первых, предусматривают (401) по меньшей мере два электрических счетчика, связанных с разными режимами электроснабжения, имеющими отличающиеся параметры. Далее коммутационный блок подключают (402) по меньшей мере к двум электрических счетчикам. Коммутационный блок выполнен с возможностью отдельно подключать каждый из по меньшей мере двух электрических счетчиков между энергетической сетью и нагрузкой. Таким образом, коммутационный блок может представлять собой по меньшей мере два переключателя, где каждый переключатель расположен между каждым из по меньшей мере двух электрических счетчиков и энергетической сетью или между каждым из по меньшей мере двух электрических счетчиков и нагрузкой. В качестве альтернативы, коммутационным блоком может также быть электрическое реле, известное в данной области техники.

Далее задают (403) заранее заданное условие, например со стороны пользователя или оператора. Условием может быть, например, выбор режима электроснабжения, имеющего наибольшую производимую мощность, которая является при этом одним параметром, который различается между различными режимами электроснабжения, а значения этого параметра в реальном времени могут быть извлечены для каждого из режимов электроснабжения. Другими приемлемыми параметрами могут быть тарифная ставка, уровень выбросов и т.д., как обсуждалось ранее.

Далее, данные реального времени извлекают (404) из удаленного хранилища данных. Данные реального времени могут при этом соответственно определять количественно значение, представляющее выходную мощность для каждого из различных режимов электроснабжения. Это может, например, использоваться для равномерного распределения нагрузки по множеству режимов электроснабжения. Далее, базируясь на этих данных реального времени и заранее заданном условии, подают (405) управляющий сигнал для управления коммутационным блоком, так что он подключает соответствующий электрический счетчик и отключает другой электрический счетчик (другие электрические счетчики). Легко понять, что если уже подключен корректный электрический счетчик, когда подан (405) управляющий сигнал, это просто приводит к тому, что конфигурация коммутационного блока сохраняется, альтернативно, если соответствующий электрический счетчик не подключен, активируется событие переключения.

Изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако возможны некоторые модификации системы управления электроснабжением. Например, блок управления может быть выполнен с фиксированными значениями некоторых параметров, которые не меняются со временем, как уже было показано на примере. Кроме того, контроллер может быть сконфигурирован удаленно, например, из веб-интерфейса. Такие и другие очевидные модификации должны рассматриваться как находящиеся в пределах объема настоящего изобретения, как оно определено в прилагаемой формуле изобретения. Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут спроектировать множество альтернативных вариантов осуществления в объеме прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые ссылочные знаки, помещенные в круглые скобки, не должны толковаться как ограничивающие формулу изобретения. Слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или шагов, помимо тех, которые указаны в формуле изобретения. Указание элемента в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов.

Изобретение относится к области электротехники. Раскрыты система управления электроснабжением и способ подключения нагрузки и/или источника к электрической сети. Система содержит по меньшей мере два электрических счетчика, связанных с разными режимами электроснабжения, имеющими разные параметры, коммутационный блок для отдельного подключения и отключения каждого электрического счетчика и блок управления в функциональном соединении с коммутационным блоком. Блок управления содержит схему связи для получения данных реального времени, относящихся по меньшей мере к одному из вышеупомянутых параметров, и дополнительно выполнен с возможностью подключать один из электрических счетчиков и отключать другой электрический счетчик (другие электрические счетчики) на основе полученных данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия. Тем самым обеспечивается технический результат, заключающийся в повышении динамичности системы управления электроснабжением. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система управления электроснабжением для подключения нагрузки и/или источника к электрической сети, содержащая:

по меньшей мере два электрических счетчика, связанных с разными режимами электроснабжения, имеющими разные параметры;

коммутационный блок, выполненный с возможностью отдельно подключать каждый электрический счетчик из упомянутых по меньшей мере двух электрических счетчиков между электрической сетью и нагрузкой/источником; а также

блок управления, находящийся в функциональном соединении с коммутационным блоком и выполненный с возможностью управлять коммутационным блоком для подключения или отключения каждого электрического счетчика;

при этом блок управления содержит схему связи для связи с удаленным хранилищем данных для получения данных реального времени, относящихся по меньшей мере к одному из упомянутых параметров; а также

блок управления выполнен с возможностью подключать один из по меньшей мере двух электрических счетчиков и отключать другой электрический счетчик или счетчики на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия.

2. Система по п. 1, в которой блок управления дополнительно выполнен с возможностью подключать один из по меньшей мере двух электрических счетчиков и отключать другие электрические счетчики в любой данный момент времени на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия.

3. Система по п. 1 или 2, в которой блок управления дополнительно выполнен с возможностью подключать один из по меньшей мере двух электрических счетчиков, прежде чем отключать другой электрический счетчик, для достижения бесшовного переключения.

4. Система по любому из пп. 1-3, в которой упомянутые по меньшей мере два электрических счетчика интегрированы в единый блок.

5. Система по любому из пп. 1-4, в которой упомянутые разные параметры представляют собой разные тарифные ставки и в которой одним из упомянутых по меньшей мере одного заранее заданного условия является выбор наименьшего значения.

6. Система по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый блок управления содержит блок памяти, содержащий базу данных, которая включает в себя значения выбросов загрязняющих веществ, связанные с различными типами источников энергии, при этом упомянутые разные параметры представляют собой тип источника энергии и одним из упомянутых по меньшей мере одного заранее заданного условия является выбор источника энергии с наименьшим значением выбросов, извлеченным из упомянутой базы данных.

7. Способ подключения нагрузки и/или источника к электрической сети в системе управления электроснабжением, содержащей/их по меньшей мере два электрических счетчика, связанных с разными режимами электроснабжения, имеющими разные параметры, коммутационный блок, выполненный с возможностью отдельно подключать каждый электрический счетчик из упомянутых по меньшей мере двух электрических счетчиков между электрической сетью и нагрузкой/источником, причем указанный способ включает:

извлечение данных реального времени, относящихся по меньшей мере к одному из упомянутых параметров, из удаленного хранилища данных; а также

управление упомянутым коммутационным блоком для подключения одного электрического счетчика и отключения другого электрического счетчика или счетчиков на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия.

8. Способ по п. 7, в котором коммутационным блоком управляют для подключения одного из по меньшей мере двух электрических счетчиков и отключения других электрических счетчиков в любой данный момент времени на основе упомянутых данных реального времени и по меньшей мере одного заранее заданного условия.

9. Способ по п. 7 или 8, дополнительно включающий подключение одного из по меньшей мере двух электрических счетчиков перед отключением другого электрического счетчика для достижения бесшовного переключения.

10. Способ по одному из пп. 7-9, в котором упомянутые разные параметры представляют собой разные тарифные ставки и в котором одно из упомянутого по меньшей мере одного заранее заданного условия представляет собой выбор наименьшего значения.