FR3144717A1 - Electrical Installation - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une installation électrique comportant : au moins une source d’énergie, par exemple du type photovoltaïque, éolien, hydrolien, hydraulique ou biogaz, configurée pour la charge d’une batterie électrochimique de stockage de ladite source d’énergie ; au moins un port de charge de la batterie électrochimique ; au moins un port de décharge de la batterie électrochimique ; au moins un port de sortie configuré pour consommer l’énergie électrique de la source d’énergie ; une base de données ; des moyens de traitement. L’installation comporte un système de gestion dynamique d’une valeur de décharge maximum batterie. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 The invention relates to an electrical installation comprising: at least one energy source, for example of the photovoltaic, wind, tidal, hydraulic or biogas type, configured for charging an electrochemical battery for storing said energy source; at least one charging port of the electrochemical battery; at least one discharge port of the electrochemical battery; at least one output port configured to consume electrical energy from the power source; a database ; means of treatment. The installation includes a dynamic management system for a maximum battery discharge value. Figure for abstract: Fig. 2
Description
La présente invention concerne une installation électrique. Elle s’applique, en particulier, dans le domaine des énergies.The present invention relates to an electrical installation. It applies, in particular, in the field of energy.
Pour la suite de la description nous utiliserons les définitions suivantes :For the rest of the description we will use the following definitions:
Le terme V signifie volt, c’est unité reconnue qui désigne la tension.The term V means volt, it is a recognized unit which designates voltage.
Le terme C signifie coulomb, c’est l’unité reconnue qui désigne la capacité.The term C means coulomb, it is the recognized unit that designates capacity.
La capacité d’une batterie représente la quantité de courant maximum stockable et utilisable, la capacité est exprimée en ampère par heure « Ah » ou en coulomb « C ».The capacity of a battery represents the maximum amount of current that can be stored and used, the capacity is expressed in amperes per hour “Ah” or in coulombs “C”.
Le terme « énergie produite » correspond à l’énergie produite par la source d’énergie.The term “energy produced” corresponds to the energy produced by the energy source.
Le terme « énergie consommée » correspond à l’énergie consommée sur le port de sortie.The term “energy consumed” corresponds to the energy consumed on the output port.
Le terme « énergie à stocker » correspond à l’énergie disponible devant être stocké dans une batterie.The term “energy to be stored” corresponds to the available energy to be stored in a battery.
Le terme « énergie stockable dans la batterie » correspond à la capacité de la batterie multiplié par le DoD.The term “battery storable energy” is the battery capacity multiplied by the DoD.
On entend par « temps réel », le fait que les valeurs des paramètres sont transmises au moyen de traitement sans attendre la fin de la campagne de mesure. Le ou les moyens de mesure disposé(s) autour de l’installation électrique transmet les valeurs des paramètres à une base de données ce qui va permettre un rafraichissement ou un calcul des valeurs en temps réel. Par exemple, le rafraichissement est heure par heure. Selon un autre exemple, le rafraichissement est minute par minute."Real time" means that the parameter values are transmitted to the processing means without waiting for the end of the measurement campaign. The measuring means placed around the electrical installation transmit the parameter values to a database, which will allow the values to be refreshed or calculated in real time. For example, the refresh is hour by hour. In another example, the refresh is minute by minute.
L’acronyme du DoD en anglais est « Depth Of Discharge », en français le terme veut dire « Profondeur de la décharge ». Le DoD correspond au pourcentage de la décharge de la batterie.The DoD acronym in English is “Depth Of Discharge”. The DoD corresponds to the percentage of the battery discharge.
Le terme « énergie nécessaire » correspond à la consommation d’un utilisateur pouvant être alimenté avec la batterie.The term “required energy” corresponds to the consumption of a user that can be supplied with the battery.
L’acronyme du SoC en anglais est « State Of Charge », en français le terme veut dire « état de charge ». Le SoC correspond au pourcentage de la capacité de la batterie disponible.The acronym for SoC in English is “State Of Charge”. The SoC corresponds to the percentage of the available battery capacity.
Le terme « énergie disponible dans la batterie » correspond au résultat de : (SOC – (1- décharge maximum batterie))*Capacité batterie.The term “energy available in the battery” corresponds to the result of: (SOC – (1- maximum battery discharge))*Battery capacity.
Le terme « charge maximum batterie » correspond à la charge jusqu’à un SoC de 100%.The term “maximum battery charge” corresponds to charging up to a SoC of 100%.
Le terme « décharge maximum batterie » correspond à la décharge jusqu’à que l’état de charge (SoC) = 1-décharge maximum batterie et se nomme DODmax.The term “maximum battery discharge” corresponds to the discharge until the state of charge (SoC) = 1-maximum battery discharge and is called DODmax.
L’acronyme du terme BMS en anglais est « Battery Management System », en français le terme veut dire « Système de gestion de la batterie ». Le BMS correspond à un système électronique embarqué qui permet d’assurer la gestion et la sécurité d’une batterie.The acronym for the term BMS in English is “Battery Management System”, in French the term means “Battery Management System”. The BMS corresponds to an on-board electronic system which ensures the management and safety of a battery.
L’acronyme du terme SOH en anglais est « State Of Health », en français le terme veut dire « état de santé ». Le SOH correspond à l’état de santé de la batterie.The acronym for the term SOH in English is “State Of Health”. The SOH corresponds to the state of health of the battery.
L’acronyme du terme EMS en anglais est « Energy Management System », en français le terme veut dire « Système de gestion de l'énergie ». L’EMS correspond l'intelligence du système. L’EMS réalise, sur la base d'algorithmes qui lui sont propres, l'objectif opérationnel de la batterie en respectant les contraintes internes de la batterie qui lui proviennent du BMS.The acronym for the term EMS in English is "Energy Management System", in French the term means "Energy Management System". The EMS corresponds to the intelligence of the system. The EMS achieves, on the basis of algorithms of its own, the operational objective of the battery while respecting the internal constraints of the battery which come from the BMS.
Le terme supercapa est l’abrégé de supercondensateur, c’est un dispositif de stockage d’électricité qui est largement utilisé dans une multitude d’applications électroniques grand public.The term supercapa is short for supercapacitor, it is an electricity storage device that is widely used in a multitude of consumer electronics applications.
Le terme Watt désigne l’équivalant au transfert uniforme d'une énergie de 1 joule par seconde, c’est une unité internationale de puissance ou de flux énergétique, il est exprimé en W ou kW.The term Watt refers to the equivalent of the uniform transfer of energy of 1 joule per second, it is an international unit of power or energy flow, it is expressed in W or kW.
Le terme Joule est l'unité de mesure de référence de l'énergie.The term Joule is the reference unit of measurement for energy.
En fonction de la saison et de la zone géographique la production d’énergie intermittente journalière n’est pas la même. Les écarts peuvent être très important La difficulté est de choisir un parc batterie adapté en fonction de ces écarts. Plus ils sont importants plus il est inadapté dans les extrêmes. Par exemple si la production est à 10% en hiver et à 100% en été.Depending on the season and the geographical area, the daily intermittent energy production is not the same. The differences can be very significant. The difficulty is to choose a suitable battery park according to these differences. The greater they are, the more unsuitable it is in the extremes. For example, if production is 10% in winter and 100% in summer.
En fonction des conditions météorologique la production d’énergie intermittente journalière n’est pas la même. Etant donné que les prévisions météo sont compliquées à prédire à l’avance, les écarts d’absorption de l’énergie ne sont pas les mêmes. Par exemple si l’été connait une météo chaotique, la production ne sera pas à 100% donc moins d’énergie reçue.Depending on the weather conditions, the daily intermittent energy production is not the same. Since weather forecasts are complicated to predict in advance, the energy absorption gaps are not the same. For example, if the summer has chaotic weather, the production will not be at 100%, so less energy is received.
Si un parc batterie est adapté pour faire une charge complète avec l’excédent des 100% en été, il n’arrive pas à faire une charge complète avec l’excédent en hiver impactant des problèmes, il y a un problème d’équilibrage.If a battery park is suitable for a full charge with the excess of 100% in summer, it cannot do a full charge with the excess in winter, causing problems; there is a balancing problem.
Si un parc batterie est adapté pour faire une charge complète avec l’excédent des 10% en hiver, il fera une charge complète très rapide avec l’excédent en été mais il ne peut pas stocker la majorité de l’excédent (90%) c’est-à-dire qu’il va avoir des pertes d’énergies.If a battery park is suitable for a full charge with the excess of 10% in winter, it will do a very quick full charge with the excess in summer but it cannot store the majority of the excess (90%), i.e. there will be energy losses.
Actuellement les usages font que le choix de la capacité à savoir la quantité d’énergie stockable du parc batterie est un compromis entre les écarts maximum et comme objectif de faire un cycle par jour. Par exemple choix d’un parc pour la mi-saison dans le cas d’une variation été et hiver.Currently, usage means that the choice of capacity, i.e. the amount of storable energy in the battery bank, is a compromise between the maximum differences and the objective of doing one cycle per day. For example, choosing a bank for mid-season in the case of a summer and winter variation.
Si l’énergie stable à savoir le réseau électrique connait une panne générale qui affecte le parc de batterie sachant que l’énergie intermittente ne peut pas venir palier le problème, le parc de batterie ne charge pas.If the stable energy, namely the electrical network, experiences a general failure which affects the battery bank, knowing that the intermittent energy cannot overcome the problem, the battery bank does not charge.
On a donc majoritairement des installations ayant une capacité de stockage qui se charge très rapidement certain jour de l’année impactant des problèmes de durée de vie.We therefore have a majority of installations with a storage capacity that charges very quickly on certain days of the year, impacting lifespan problems.
Il existe des solutions avec un DOD statique ou un DOD mensuel, certains systèmes solaires photovoltaïque hybride avec stockage intègrent la possibilité de régler le DOD en fonction du mois de l’année. Cette solution permet une meilleure souplesse que la solution en DOD statique.There are solutions with a static DOD or a monthly DOD, some hybrid solar photovoltaic systems with storage integrate the possibility of adjusting the DOD according to the month of the year. This solution allows for greater flexibility than the static DOD solution.
Un des objectifs de l’invention est d’aller encore plus loin dans la gestion du DOD.One of the objectives of the invention is to go even further in the management of the DOD.
L’invention concerne le domaine des énergies renouvelables, et plus particulièrement l’utilisation d’un stockage d’électricité dans des batterie électrochimique chargé par une énergie renouvelable et décharge en autoconsommation sur un bâtiment.The invention relates to the field of renewable energies, and more particularly the use of electricity storage in electrochemical batteries charged by renewable energy and discharged for self-consumption on a building.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients avec une approche totalement novatrice.The present invention aims to overcome these drawbacks with a completely innovative approach.
Plus précisément, l’invention a pour objectif de fournir une bonne optimisation des énergies intermittentes pour les transformer en énergie utilisable.More specifically, the invention aims to provide good optimization of intermittent energies to transform them into usable energy.
En particulier, un objectif de l’invention est de fournir une telle technique permettant d’augmenter la durée de vie d’une batterie.In particular, an objective of the invention is to provide such a technique for increasing the life of a battery.
Un autre objectif de l’invention est de fournir une telle technique qui soit peu coûteuse à mettre en œuvre et qui ne nécessite pas d’entretien particulier.Another objective of the invention is to provide such a technique which is inexpensive to implement and which does not require any particular maintenance.
Un objectif de l’invention est de fournir une telle technique, qui puisse être adaptée aisément à des systèmes existants.An objective of the invention is to provide such a technique, which can be easily adapted to existing systems.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints, selon un premier aspect, à l’aide d’une installation électrique comportant :
- au moins une source d’énergie, par exemple du type photovoltaïque, éolien, hydrolien, hydraulique ou biogaz, configurée pour la charge d’une batterie électrochimique de stockage de ladite source d’énergie ;
- au moins un port de charge de la batterie électrochimique ;
- au moins un port de décharge de la batterie électrochimique ;
- au moins un port de sortie configuré pour consommer l’énergie électrique de la source d’énergie ;
- une base de données comprenant :
- des instructions de fonctionnement de l’installation électrique,
- un journal d’activité comportant l’historique d’évènements susceptibles d’affecter le fonctionnement de l’installation électrique, et
- des instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge ou du port de décharge de de la batterie électrochimique,
- des moyens de traitement adaptés pour :
- exécuter les instructions de fonctionnement de l’installation électrique comprises dans la base de données,
- exécuter les instructions relatives à l’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique ou du port de décharge de la batterie électrochimique,
remarquable en ce que ladite installation comporte :
- un système de gestion dynamique :
- de une valeur du courant de charge affectée au port de charge de la batterie électrochimique pendant une phase de fonctionnement,
ledit système de gestion utilisant au moins une première information issue d’une base de données liée à des données de prévision, telles que la météo et d’une deuxième information de consommation de l’installation électrique issue de ladite base de données ;
ledit système de gestion dynamique comporte en outre une valeur du courant de décharge affectée au port de décharge de la batterie électrochimique pendant une journée, ladite valeur du courant de décharge minute par minute étant calculée pour que la capacité de la batterie électrochimique atteigne 100% lors de la journée suivante liée à la première information de prévision de production et deuxième information de prévision de consommation de l’installation électrique contenue dans la base données.These objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved, according to a first aspect, using an electrical installation comprising:
- at least one energy source, for example of the photovoltaic, wind, hydroelectric, hydraulic or biogas type, configured for charging an electrochemical battery for storing said energy source;
- at least one charging port of the electrochemical battery;
- at least one discharge port of the electrochemical battery;
- at least one output port configured to consume electrical energy from the energy source;
- a database including:
- operating instructions for the electrical installation,
- an activity log containing the history of events likely to affect the operation of the electrical installation, and
- conditional activation instructions for the output port of the electrical installation, the charge port or the discharge port of the electrochemical battery,
- suitable processing methods for:
- execute the operating instructions for the electrical installation included in the database,
- execute the instructions relating to the conditional activation of the output port of the electrical installation, the charging port of the electrochemical battery or the discharging port of the electrochemical battery,
remarkable in that said installation comprises:
- a dynamic management system:
- a value of the charging current assigned to the charging port of the electrochemical battery during an operating phase,
said management system using at least a first piece of information from a database linked to forecast data, such as the weather, and a second piece of information on consumption of the electrical installation from said database;
said dynamic management system further comprises a discharge current value assigned to the discharge port of the electrochemical battery for a day, said discharge current value minute by minute being calculated so that the capacity of the electrochemical battery reaches 100% on the following day linked to the first production forecast information and second consumption forecast information of the electrical installation contained in the database.
L’installation électrique permet de faire même pendant les jours de faible production en limitant la décharge maximum batterie DOD selon de nombreux paramètres sans entraver le pourcentage d’autoconsommation de l’habitation.The electrical installation makes it possible to do this even during days of low production by limiting the maximum discharge of the DOD battery according to numerous parameters without hindering the percentage of self-consumption of the home.
Réduire le coût au kWh de cette batterie permet de se rapprocher ou même atteindre le seuil de la parité réseau pour un système solaire photovoltaïque hybride avec stockage.Reducing the cost per kWh of this battery makes it possible to approach or even reach the threshold of grid parity for a hybrid solar photovoltaic system with storage.
L’objectif pour cela est de connaître la quantité de l’excédent d’énergie stockable qui pourra être chargée dans la batterie le lendemain donc J+1 pour décharger cette même quantité d’énergie de la batterie le jour J jusqu’a démarrer le cycle de charge de J+1. A partir de J+1, cela permet à la batterie d’être rechargée tous les jours à 100% de SOC, et ce avec la production d’énergie intermittente excédentaire uniquement.The objective for this is to know the quantity of excess storable energy that can be charged into the battery the next day, therefore D+1, to discharge this same quantity of energy from the battery on D+1 until the D+1 charge cycle starts. From D+1, this allows the battery to be recharged every day to 100% SOC, and this with the production of excess intermittent energy only.
L’objectif d’atteindre un SOC élevé permet de réaliser un équilibrage des cellules régulier du fait de la charge régulière à 100%, ce qui optimise la durée de vie de la batterie et évite la dérive des compteurs de coulomb.The goal of achieving a high SOC allows for regular cell balancing due to regular charging to 100%, which optimizes battery life and prevents coulomb counter drift.
La prévision de la quantité de l’excédent d’énergie stockable du lendemain est calculée et permet de configurer le DOD jour par jour en fonction du lendemain.The forecast of the amount of excess storable energy for the next day is calculated and allows the DOD to be configured day by day based on the next day.
L’invention est avantageusement mise en œuvre selon les modes de réalisation et les variantes exposées ci-après, lesquelles sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.The invention is advantageously implemented according to the embodiments and variants set out below, which are to be considered individually or in any technically effective combination.
Dans un mode de réalisation, ladite installation électrique comporte en outre un moyen de communication comprenant :
- une interface utilisateur adaptée pour permettre à un utilisateur de :
- consulter des informations relatives aux instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique ou du port de décharge de la batterie électrochimique, et/ou
- consulter tout ou partie de l’historique d’événement contenu dans le journal d’activité, et/ou
- communiquer à la base de données une mise à jour des instructions de fonctionnement de l’installation électrique, et/ou
- communiquer à la base de données une mise à jour des instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique ou du port de décharge de la batterie électrochimique, à partir de la première information ou de la deuxième information de consommation de l’installation électrique.In one embodiment, said electrical installation further comprises a means of communication comprising:
- a user interface adapted to allow a user to:
- view information on conditional activation instructions for the electrical installation output port, the electrochemical battery charge port or the electrochemical battery discharge port, and/or
- view all or part of the event history contained in the activity log, and/or
- communicate to the database an update of the operating instructions of the electrical installation, and/or
- communicate to the database an update of the conditional activation instructions of the output port of the electrical installation, of the charging port of the electrochemical battery or of the discharging port of the electrochemical battery, from the first information or the second information of consumption of the electrical installation.
Dans un mode de réalisation, ladite installation comporte en outre une interface de communication configurée à communiquer avec un terminal externe, ladite interface de communication étant adaptée pour :
- transmettre au terminal externe tout ou partie du journal d’activité stocké dans la base de données, et
- recevoir du terminal externe une mise à jour des instructions de fonctionnement de l’installation électrique ; et/ou
- recevoir du terminal externe une mise à jour des instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique, ou du port de décharge de la batterie électrochimique. ; et/ou
- recevoir du terminal externe la notification d’évènements susceptibles d’affecter le fonctionnement de l’installation électrique, et/ou
- recevoir du terminal externe la notification d’évènements susceptibles d’affecter les instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique, ou du port de décharge de la batterie électrochimique.In one embodiment, said installation further comprises a communication interface configured to communicate with an external terminal, said communication interface being suitable for:
- transmit to the external terminal all or part of the activity log stored in the database, and
- receive from the external terminal an update of the operating instructions for the electrical installation; and/or
- receive from the external terminal an update of the conditional activation instructions of the output port of the electrical installation, the charging port of the electrochemical battery, or the discharging port of the electrochemical battery. ; and/or
- receive from the external terminal notification of events likely to affect the operation of the electrical installation, and/or
- receive from the external terminal notification of events likely to affect the conditional activation instructions of the output port of the electrical installation, the charging port of the electrochemical battery, or the discharging port of the electrochemical battery.
Dans un mode de réalisation, la source d’énergie est au moins l’un des éléments suivants : une énergie renouvelable intermittente, ou une énergie stable.In one embodiment, the energy source is at least one of the following: intermittent renewable energy, or stable energy.
Dans un mode de réalisation, la première information est une valeur en minute par minute de la quantité d’énergie prévue sur 24h.In one embodiment, the first information is a minute-by-minute value of the amount of energy expected over 24 hours.
Dans un mode de réalisation, la deuxième information est une valeur en minute par minute de la quantité d’énergie consommée sur 24h.In one embodiment, the second information is a minute-by-minute value of the amount of energy consumed over 24 hours.
Dans un mode de réalisation, les évènements affectant le fonctionnement de l’installation électrique comprennent :
- la valeur de décharge maximum de la batterie affecté au port de décharge de la batterie électrochimique ;
- la valeur d'une quantité d'énergie électrique disponible de la batterie électrochimique, appelée capacité de la batterie électrochimique ;
- la valeur du courant électrique délivré sur un port de sortie lorsqu'au moins un appareil électrique est connecté sur ledit port de sortie de l’installation électrique.In one embodiment, the events affecting the operation of the electrical installation include:
- the maximum discharge value of the battery assigned to the discharge port of the electrochemical battery;
- the value of a quantity of electrical energy available from the electrochemical battery, called the capacity of the electrochemical battery;
- the value of the electric current delivered on an output port when at least one electrical device is connected to said output port of the electrical installation.
Dans un mode de réalisation, la valeur de décharge maximum de la batterie est obtenue en divisant la capacité de la batterie par la quantité d’énergie à stocker.In one embodiment, the maximum discharge value of the battery is obtained by dividing the capacity of the battery by the amount of energy to be stored.
Dans un mode de réalisation, la valeur de la première information de prévision de production et la deuxième information de prévision de consommation minute par minute est mise à jour en temps réel dans la base de données.In one embodiment, the value of the first production forecast information and the second consumption forecast information on a minute-by-minute basis is updated in real time in the database.
Dans un mode de réalisation, la valeur de décharge maximum batterie est mise à jour en temps réel dans la base de données.In one embodiment, the maximum battery discharge value is updated in real time in the database.
D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :Other advantages, aims and characteristics of the present invention emerge from the following description given, for explanatory and non-limiting purposes, with reference to the appended drawings, in which:
La
La
La
La
Ces trois courbes sont indiquées dans un graphique avec en ordonnée le nombre de cycles d’une batterie et en abscisse le DoD.These three curves are shown in a graph with the number of cycles of a battery on the ordinate and the DoD on the abscissa.
Le DoD correspond au pourcentage d’énergie stockable dans la batterie.DoD is the percentage of energy that can be stored in the battery.
Ces trois courbes sont marquées par des limites. Les courbes commencent à environ 20% et se terminent à environ 100%.These three curves are marked by limits. The curves start at about 20% and end at about 100%.
Selon l’exemple représenté, les trois courbes sont décroissantes.According to the example shown, all three curves are decreasing.
La première courbe est marquée par des pointillés. Ces points blancs indiquent des données de simulation précises.The first curve is marked with dotted lines. These white dots indicate precise simulation data.
Selon un exemple de simulation, la première courbe représente la capacité d’une batterie de 0,25 C.According to a simulation example, the first curve represents the capacity of a 0.25 C battery.
Selon l’exemple représenté, pour une décharge maximum batterie à 30%, la batterie peut faire 20 000 cycles.According to the example shown, for a maximum battery discharge of 30%, the battery can do 20,000 cycles.
La seconde courbe est marquée par quelques points blancs. Ces points blancs indiquent des données de simulation précise.The second curve is marked by a few white dots. These white dots indicate precise simulation data.
Selon l’exemple représenté, la seconde courbe au milieu des deux autres représente la capacité d’une batterie de 0,5 C.According to the example shown, the second curve in the middle of the other two represents the capacity of a 0.5 C battery.
Selon l’exemple représenté, pour une décharge maximum batterie à 30%, la batterie peut faire 15 000 cycles.According to the example shown, for a maximum battery discharge of 30%, the battery can do 15,000 cycles.
La troisième courbe est marquée par un trait continu. Ce trait continu indique des données de simulation précise.The third curve is marked with a solid line. This solid line indicates precise simulation data.
Selon l’exemple représenté, la troisième courbe représente la capacité d’une batterie de 1 C. Pour une décharge maximum batterie à 30%, la batterie peut faire 10 000 cycles.According to the example shown, the third curve represents the capacity of a 1 C battery. For a maximum battery discharge of 30%, the battery can do 10,000 cycles.
Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.Naturally, the invention is described in the foregoing by way of example. It is understood that a person skilled in the art is able to carry out different variant embodiments of the invention without departing from the scope of the invention.
La
La première courbe est marquée par des discontinuités. La seconde courbe est une parabole inversée de 0 à 24h et de 24 à 48h on aperçoit une partie de la parabole inversée.The first curve is marked by discontinuities. The second curve is an inverted parabola from 0 to 24h and from 24 to 48h we see a part of the inverted parabola.
Ce graphique décrit comment l’énergie est utilisée sur deux fois 24h (de gauche vers la droite : de 0h à 48h)This graph describes how energy is used over two 24-hour periods (from left to right: 0h to 48h)
Selon l’exemple représenté, l’aire A décrit l’énergie consumée par le réseau, l’aire B représente l’énergie consumée provenant de l'énergie solaire, l’aire C représente l’énergie emmagasinée par la batterie, l’aire D représente l’énergie exportée vers le réseau, l’aire E décrit l’énergie consommée par la batterie.In the example shown, area A describes the energy consumed by the grid, area B represents the energy consumed from solar energy, area C represents the energy stored by the battery, area D represents the energy exported to the grid, area E describes the energy consumed by the battery.
Sans la présente invention l’énergie à stocker du lendemain est inférieure à l’énergie stockable : la batterie se décharge jusqu’à atteindre sa Décharge maximum batterie non dynamique et n’atteint pas le lendemain sa Charge maximum batterie.Without the present invention, the energy to be stored the next day is less than the storable energy: the battery discharges until it reaches its Maximum non-dynamic battery discharge and does not reach its Maximum battery charge the next day.
Avec la présente invention, l’énergie à stocker du lendemain est inférieure à l’énergie stockable : la batterie se décharge jusqu’à atteindre sa Décharge maximum batterie dynamique calculé pour que la batterie atteigne le lendemain sa Charge maximum batterie.With the present invention, the energy to be stored for the next day is less than the storable energy: the battery discharges until it reaches its Maximum Dynamic Battery Discharge calculated so that the battery reaches its Maximum Battery Charge the next day.
Le résultat : l’énergie stockée dans la batterie est la même mais en ayant calculé une Décharge maximum batterie dynamique permettant une recharge jusqu’à la charge maximum batterie, ce qui augmente la durée de vie de la batterie.The result: the energy stored in the battery is the same but having calculated a dynamic Maximum Battery Discharge allowing a recharge up to the maximum battery charge, which increases the battery life.
Le système réalise un relevé de la consommation et de la production dans le temps qui est regroupé en durée de temps (en heure ou minute) pour avoir un historique de l’énergie produite et consommer sur le système.The system records consumption and production over time, which is grouped into time durations (in hours or minutes) to have a history of the energy produced and consumed on the system.
La
Ce chronogramme montre une variation d’une ligne qui diminue puis augmente de façon alternative entre 100% et jusqu’à DoDmax.This timeline shows a variation of a line that alternately decreases and increases between 100% and up to DoDmax.
Ce chronogramme représente une solution de l'évolution de l'état des variables A, B, C, D, et E du graphique de la
Pour déterminer l’énergie consommée future :To determine future energy consumption:
Pour obtenir la prévision de consommation, on utilise des moyens de traitement qui analysent les données de consommations de la journée actuelle et réalise une interpolation pour déterminer par statistique la consommation future.To obtain the consumption forecast, processing means are used which analyze the consumption data of the current day and perform an interpolation to determine future consumption statistically.
Les moyens de traitement sont entraînés pour obtenir les coefficients à appliquer en fonction de l’historique disponible pour le système. L’historique est découpé en jour de la semaine pour faciliter la corrélation avec les habitudes cycliques des utilisateurs du système.The processing means are trained to obtain the coefficients to be applied based on the history available to the system. The history is divided into days of the week to facilitate correlation with the cyclical habits of the system users.
Les moyens de traitement étudient à partir de l’historique disponible les récurrences des évènements et génère par interpolation et statistiques une prévision de la consommation future, ceci correspond à l’énergie consommée.The processing means study the recurrences of events from the available history and generate by interpolation and statistics a forecast of future consumption, this corresponds to the energy consumed.
Le résultat est une courbe en minute par minute de la quantité d’énergie que l’on prévoit en production.The result is a minute-by-minute curve of the amount of energy expected to be produced.
Pour obtenir une prévision de la production future, on réalise des moyens de traitement qui utilisent les prévisions de météo et l’historique de production.To obtain a forecast of future production, processing methods are implemented that use weather forecasts and production history.
Pour déterminer l’énergie produite future :To determine future energy production:
En réalisant une interpolation entre l’historique de consommation et les données de la prévision météo, on génère des coefficients de pondération entre la production maximale en fonction de l’heure et la météo prévue.By interpolating between the consumption history and the weather forecast data, weighting coefficients are generated between the maximum production as a function of the time and the forecast weather.
Selon un exemple, les moyens de traitement ont besoin de plusieurs jours d’historiques de production et de prévision météo pour étalonner les coefficients de production.For example, processing facilities need several days of production history and weather forecasts to calibrate production coefficients.
L’historique permet également de générer pour l’installation une courbe de production maximale.The history also makes it possible to generate a maximum production curve for the installation.
Une fois l’étalonnage terminé, on peut générer des prévisions en utilisant la courbe de production maximale sur laquelle on applique les coefficients de production calculés par rapport aux prévisions futures de météo.Once the calibration is complete, forecasts can be generated using the maximum production curve to which the production coefficients calculated with respect to future weather forecasts are applied.
Le résultat du calcul est une courbe en minute par minute de la quantité d’énergie que l’on prévoit en production, ceci correspond à l’énergie produite.The result of the calculation is a minute-by-minute curve of the amount of energy expected to be produced, this corresponds to the energy produced.
Pour déterminer l’énergie à stocker future :To determine the future energy to be stored:
Pour le calcul de l’énergie à stocker future, on calcule la différence entre la prévision d’énergie produite et la prévision d’énergie consommée minute par minute.To calculate future energy to be stored, we calculate the difference between the forecast of energy produced and the forecast of energy consumed minute by minute.
Pour l’énergie à stocker, on ne considère que les résultats positifs et on remplace par 0 sur la prévision les résultats négatifs pour avoir la courbe d’énergie à stocker.For the energy to be stored, we only consider the positive results and we replace the negative results with 0 on the forecast to obtain the energy to be stored curve.
L’énergie à stocker est regroupée par zone d’énergie à stocker dans les calculs pour obtenir le total d’énergie à stocker par période excédentaire.The energy to be stored is grouped by energy to be stored zone in the calculations to obtain the total energy to be stored per excess period.
Pour déterminer l’énergie nécessaire future :To determine future energy requirements:
Pour le calcul de l’énergie nécessaire sur le port de sortie, on calcule la différence entre la prévision d’énergie consommée et la prévision d’énergie produite minute par minute.To calculate the energy required at the output port, the difference between the forecast of energy consumed and the forecast of energy produced minute by minute is calculated.
Pour l’énergie nécessaire, on ne considère que les résultats positifs et on remplace par 0 sur la prévision les résultats négatifs pour avoir la courbe d’énergie nécessaire.For the energy required, we only consider positive results and replace negative results with 0 on the forecast to obtain the energy required curve.
L’énergie nécessaire est regroupée par zone d’énergie nécessaire dans les calculs pour obtenir le total d’énergie nécessaire par période de soutirage.The energy required is grouped by energy required zone in the calculations to obtain the total energy required per drawdown period.
Pour la capacité de la batterie :For battery capacity:
La capacité de la batterie est fournie par le système via une demande faite à l’utilisateur sur la capacité de batterie installée et pour le cas d’une batterie avec un système de management, BMS, le BMS ou système de management envoie une information sur le nombre de batteries connectées et la capacité de la batterie.The battery capacity is provided by the system via a request made to the user on the installed battery capacity and in the case of a battery with a management system, BMS, the BMS or management system sends information on the number of batteries connected and the battery capacity.
Pour déterminer la Décharge maximum batterie optimale :To determine the optimal maximum battery discharge:
La Décharge maximum batterie optimale pour le système doit autoriser une décharge qui correspond à l’énergie à stocker disponible lors de la prochaine période d’énergie excédentaire afin d’avoir une batterie complètement chargée à la fin de la prochaine période excédentaire.The optimum Maximum Battery Discharge for the system must allow a discharge that corresponds to the energy to be stored available during the next excess energy period in order to have a fully charged battery at the end of the next excess period.
- Si la capacité de la batterie est supérieure à l’énergie à stocker sur la prochaine période, il faut prendre la capacité de la batterie divisée par l’énergie à stocker de la prochaine période.- If the battery capacity is greater than the energy to be stored in the next period, you must take the battery capacity divided by the energy to be stored in the next period.
Par exemple si la capacité de la batterie est de 2400Wh et que l’énergie à stocker est de 1200Wh, la Décharge maximum batterie optimale sera de 50 %.For example, if the battery capacity is 2400Wh and the energy to be stored is 1200Wh, the optimal maximum battery discharge will be 50%.
- Si la capacité de la batterie est inférieure à l’énergie à stocker disponible, on utilise la Décharge maximum batterie maximale recommandée par la batterie.- If the battery capacity is less than the available energy to be stored, the maximum battery discharge recommended by the battery is used.
Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.It is emphasized that all features, as they emerge for a person skilled in the art from the present description, the drawings and the attached claims, even if they have been specifically described only in relation to other specific features, both individually and in any combinations, may be combined with other features or groups of features disclosed herein, provided that this has not been expressly excluded or that technical circumstances make such combinations impossible or meaningless.
Claims (10)
- au moins une source d’énergie, par exemple du type photovoltaïque, éolien, hydrolien, hydraulique ou biogaz, configurée pour la charge d’une batterie électrochimique de stockage de ladite source d’énergie ;
- au moins un port de charge de la batterie électrochimique ;
- au moins un port de décharge de la batterie électrochimique ;
- au moins un port de sortie configuré pour consommer l’énergie électrique de la source d’énergie ;
- une base de données comprenant :
- des instructions de fonctionnement de l’installation électrique,
- un journal d’activité comportant l’historique d’évènements susceptibles d’affecter le fonctionnement de l’installation électrique, et
- des instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge ou du port de décharge de la batterie électrochimique
- des moyens de traitement adaptés pour :
- exécuter les instructions de fonctionnement de l’installation électrique comprises dans la base de données,
- exécuter les instructions relatives à l’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique ou du port de décharge de la batterie électrochimique,
caractérisées en ce que ladite installation comporte :
- un système de gestion dynamique :
- de une valeur du courant de charge affectée au port de charge de la batterie électrochimique pendant une phase de fonctionnement,
ledit système de gestion utilisant au moins une première information issue d’une base de données liée à des données de prévision, telles que la météo et d’une deuxième information de consommation de l’installation électrique issue de ladite base de données ;
ledit système de gestion dynamique comporte en outre une valeur du courant de décharge affectée au port de décharge de la batterie électrochimique pendant une journée (J), ladite valeur du courant de décharge minute par minute étant calculée pour que la capacité de la batterie électrochimique atteigne 100% lors de la journée suivante (J+1) liée à la première information de prévision de production et deuxième information de prévision de consommation de l’installation électrique contenue dans la base données.Electrical installation comprising:
- at least one energy source, for example of the photovoltaic, wind, hydroelectric, hydraulic or biogas type, configured for charging an electrochemical battery for storing said energy source;
- at least one charging port of the electrochemical battery;
- at least one discharge port of the electrochemical battery;
- at least one output port configured to consume electrical energy from the energy source;
- a database including:
- operating instructions for the electrical installation,
- an activity log containing the history of events likely to affect the operation of the electrical installation, and
- conditional activation instructions for the electrical installation output port, the charge port or the discharge port of the electrochemical battery
- suitable processing methods for:
- execute the operating instructions for the electrical installation included in the database,
- execute the instructions relating to the conditional activation of the output port of the electrical installation, the charging port of the electrochemical battery or the discharging port of the electrochemical battery,
characterized in that said installation comprises:
- a dynamic management system:
- a value of the charging current assigned to the charging port of the electrochemical battery during an operating phase,
said management system using at least a first piece of information from a database linked to forecast data, such as the weather, and a second piece of information on consumption of the electrical installation from said database;
said dynamic management system further comprises a discharge current value assigned to the discharge port of the electrochemical battery for a day (D), said discharge current value minute by minute being calculated so that the capacity of the electrochemical battery reaches 100% on the following day (D+1) linked to the first production forecast information and second consumption forecast information of the electrical installation contained in the database.
- une interface utilisateur adaptée pour permettre à un utilisateur de :
- consulter des informations relatives aux instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique ou du port de décharge de la batterie électrochimique, et/ou
- consulter tout ou partie de l’historique d’événement contenu dans le journal d’activité, et/ou
- communiquer à la base de données une mise à jour des instructions de fonctionnement de l’installation électrique, et/ou
- communiquer à la base de données une mise à jour des instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique ou du port de décharge de la batterie électrochimique, à partir de la première information ou de la deuxième information de consommation de l’installation électrique.Installation according to claim 1, in which said electrical installation further comprises a communication means comprising:
- a user interface adapted to allow a user to:
- view information on conditional activation instructions for the electrical installation output port, the electrochemical battery charge port or the electrochemical battery discharge port, and/or
- view all or part of the event history contained in the activity log, and/or
- communicate to the database an update of the operating instructions of the electrical installation, and/or
- communicate to the database an update of the conditional activation instructions of the output port of the electrical installation, of the charging port of the electrochemical battery or of the discharging port of the electrochemical battery, from the first information or the second information of consumption of the electrical installation.
- transmettre au terminal externe tout ou partie du journal d’activité stocké dans la base de données, et
- recevoir du terminal externe une mise à jour des instructions de fonctionnement de l’installation électrique ; et/ou
- recevoir du terminal externe une mise à jour des instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique, ou du port de décharge de la batterie électrochimique. ; et/ou
- recevoir du terminal externe la notification d’évènements susceptibles d’affecter le fonctionnement de l’installation électrique, et/ou
- recevoir du terminal externe la notification d’évènements susceptibles d’affecter les instructions d’activation conditionnelle du port de sortie de l’installation électrique, du port de charge de la batterie électrochimique, ou du port de décharge de la batterie électrochimique.Installation according to claim 2, wherein said installation further comprises a communication interface configured to communicate with an external terminal, said communication interface being adapted for:
- transmit to the external terminal all or part of the activity log stored in the database, and
- receive from the external terminal an update of the operating instructions for the electrical installation; and/or
- receive from the external terminal an update of the conditional activation instructions of the output port of the electrical installation, the charging port of the electrochemical battery, or the discharging port of the electrochemical battery. ; and/or
- receive from the external terminal notification of events likely to affect the operation of the electrical installation, and/or
- receive from the external terminal notification of events likely to affect the conditional activation instructions of the output port of the electrical installation, the charging port of the electrochemical battery, or the discharging port of the electrochemical battery.
- la valeur de décharge maximum de la batterie affecté au port de décharge de la batterie électrochimique ;
- la valeur d'une quantité d'énergie électrique disponible de la batterie électrochimique, appelée capacité de la batterie électrochimique ;
- la valeur du courant électrique délivré sur un port de sortie lorsqu'au moins un appareil électrique est connecté sur ledit port de sortie de l’installation électrique.Installation according to claim 1, in which the events affecting the operation of the electrical installation comprise:
- the maximum discharge value of the battery assigned to the discharge port of the electrochemical battery;
- the value of a quantity of electrical energy available from the electrochemical battery, called the capacity of the electrochemical battery;
- the value of the electric current delivered to an output port when at least one electrical device is connected to said output port of the electrical installation.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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