本发明专利技术涉及用于驱动至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)的设备(1)。根据本发明专利技术的设备的特征在于它具有接收设定点以向至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)提供预定量的电能的能力，该电能来源于电气设施(4)。本发明专利技术还涉及系统(12)，该系统包括根据本发明专利技术的设备(1)和至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)。本发明专利技术的另一方面是用于利用电气网络内的若干系统(12)的方法，以及该方法应用于管理包括间歇性生产的能量源的电气网络。本发明专利技术特别用于管理包括间歇性生产的能量源的电能分配网络、能量的存储和对用于公共卫生目的的热水和/或加热和/冷却和/或电力的提供。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于电能网络管理的范围。
技术介绍
如专利FR2976415中所示，现代配电网络变得越来越复杂。面对不断增长的需求，这些网络包括比重越来越大的、接近饱和的变量生产和分配基础设施。在致力于向着更为可再生能源的方面进行能源转换的大多数国家的能量结构中，例如，来源于太阳能或风能的间歇性产能的比例正在持续增长。然而，在能源结构中，由间歇性生产的可再生能源提供的比例增长超过30％需要实施以下解决方案：当超过需求时，存储所产生的能量，以用于在能量不足时，释放这些产生的能量。在所考虑的存储方案中，采用热形式的分散性存储尤其有利，特别是因为转换和运输损耗仅发生一次。在这类储能方式中，所安装的用于公共卫生目的的热水储存装置库，在大多数国家中代表了可观的存储容量。例如，在法国大约存在1450万台服务中的热水器，它们代表着超过2000万MWh的电力或约占该国每年50％的水力发电量的存储容量。这类装置传统上根据电费状况通过控制它们的开和关状态来驱动。最为公知的情形是根据非峰值率/峰值率来控制电热水器的操作。因此，所实施的用于驱动终端电气设施中的这些装置的技术方案被嵌入了计费管理方案(如专利FR2947396中所示)并且是在计费条件中指定了固定时间档的框架中。这种在现有配电网络中以热形式驱动储能装置的方式不能完全让人满意，因为它未考虑到在短时间跨度之内生产危机的现实情况，尤其是由间歇性生产的能源所导致的那些生产危机。本专利技术属于所谓的“智能电网”的范围。
技术实现思路
本专利技术的目标是通过提供用于驱动至少一个能够转换电能并将其以热形式存储的组件的设备，至少部分地克服之前所提到的问题，该设备包括至少一个电力负载。该设备根据初始特性被设计用于接收设定点，对设定点的接收触发该设备从电气网络的终端设施向至少一个能够转换电能并将其以热形式存储的组件供应预定量的电能，其中该终端设备包括电能表，该电能表在其所连接的设备后面。相比任何一个本领域的普通技术人员所知的方案，本专利技术的一个优势在于，所消耗的电量独立于相关的终端设施的能量计量系统而被知晓。这使得能够例如将电能存储于与供应能量不同的合同和经济框架内以用于其他用途。通过本专利技术的能力使得补偿与将本专利技术实施在终端设施的整体计量和相应计费之内有关的能量消耗成为可能。本专利技术用于根据电气网络的需求在任何时间存储电能，并用于自动地管理对计费的相关影响。去耦合使得对设施的总体消耗和由在该设施内实施本专利技术所导致的消耗之间进行记账成为可能。去耦合还允许将对源自电能的热水供应和/或供热服务的提供与电力供应本身分开。相比现有技术中的方案，本专利技术的另一个优势在于它对于传输设定点的低带宽需求。对单个设定点的传输足以供应给定量的电能。设备对设定点的接收确定了能量供应的开始。当提供的能源量已被消耗时，该设备在本地管理能量供应的终止。假设将被存储于电气网络中的大量能量启用非常多根据本专利技术的系统，则必要的带宽将被进一步降低。因此，结合使用本专利技术，可能在电信网络的一个或多个分支中，将设定点作为一般广播进行传输设定点。因此，对单个命令的传输可以触发对大预定量的电能的消耗，该消耗合并了包括根据本专利技术的一个或多个系统的若干设施的消耗。根据本专利技术的设备提供了以下内容：在时间测量的基础上，被供应给至少一个能够转换电能并将其以热形式存储的组件的电能值被估计，在该时间期间，电能以预定功率被供应给该至少一个能够转换电能并将其以热形式存储的组件。通过任何方式(例如，根据本专利技术的构成完整装置的系统框架中的工厂建设)，被驱动的负载的功率可以在该设备中被预定。在根据本专利技术的用于驱动外部电力负载的设备的安装期间，负载的功率还可以被调整或作为学习步骤的一部分。当以固定电压供电时，当用于转换热形式的电能的装置在固定功率操作时，本专利技术的实施变体是有利的。因此，由所驱动的负载所消耗能量的测量相当于计量该负载的运行时间。比例值因素允许时间值到能量值之间的双射途径。为了在经济交易的环境中具有使用本专利技术的权利，着眼于确保和/或提高时间-能量转换的精度的改进可以是必要的。因此，提供了利用该设备的非易失性存储器中的存储的校准结果来校准工厂中的时间-能量转换因子，以使得补偿用于转换热形式的电能的装置的单位功率上不够准确的公差。还提供了补偿用于在冷启动和稳定状态下达到的温度之间转换电能的装置的单位功率的可能变化。还提供了以下内容：向至少一个能够转换电能并能将其以热形式存储的组件供应的电能值的估计考虑了至少一个电力负载的电源电压。这一改进允许考虑到这一事实，电气网络的供电电压可能不总是处于其标称电压，该电压在欧洲为230V，在北美为110V。因此，时间和能量之间的对应因素被自动且适当地修改，使得转换保持在准确性的所需范围内，处于供电电压的变化的给定范围内。在由电力负载的设备驱动的框架内，该电力负载的供电可能已被恒温器或任何其他组件或中间控制组件中断，该设备有利地考虑电力负载的供电电压，以暂停或恢复评估被供应电能量的框架中负载的操作时间的时间计量。例如，简单的分压器或与电力负载并行提供的光耦合器允许微控制器被嵌入在设备中，以依赖于在它的终端处干线电压存在与否来检测负载是否确实被供电。当同一微控制器用于实施本专利技术时，并且例如用于通过所有或没有电力负载的控制来设置温度，那么计量操作时间的暂停或恢复由设备的微控制器所执行的软件程控。根据本专利技术的设备还提供了以下内容：被供应给至少一个能够转换电能并能将其以热形式存储的组件的电能值，在被能够转换电能并能将其以热形式存储的该组件于供应电能的期间所消耗能量的测量的基础上被计算。这一实施变体包括考虑流入负载的电流和其供电电压的功率测量组件。还提供了以下内容：设备还包括第一装置，通过焦耳效应，驱动用于转换热形式的电能的该第一装置，以及第二装置，驱动用于转换热形式的电能的该第二装置，用于转换热形式的电能的该第一装置具有比该第二装置更高的电功率，该第一装置可以单独和/或联合地驱动该第一和第二装置。用于转换热形式的电能的该第一和第二装置被包括在根据本专利技术的至少一个能够转换电能并能将其以热形式存储的组件中。还提供了以下内容：用于转换热形式的电能的该第一和第二装置被实施为实体上独立的组件，其被设计用于增加容量或在同一物理组件中。例如，它可以为建筑物的热水生成设施中的系列组件、传统的热水箱(这里水被电阻器加热)、以及贮水式热水器(这里水被热力组加热)。还提供了以下内容：它可以是将用于加热用于存储热量的相同体积材料的两个装置组合的设备。由在热力学加热装置中加入电阻器所导致的额外开销和体积是小的。加热装置的这一组合使得例如在使用的正常条件下使用高产的加热装置成为可能，同时当电气网络的平衡必要时，偶尔提供用于更多地加载该电气网络的更大的电力消耗容量。还提供了以下内容：设备还包括用于接收被远程控制装置传送的至少一个设定点的装置。例如还提供了以下内容：设备包括从电力计费管理系统接收远程控制命令的组件设备，例如在法国，以175Hz或188Hz的TCFM接收器或与“链路”(linky)兼容的兼容PLC(电力线通信，Power-line communication)接收器。还提供了将收发射频或PLC组件集成到该设备中，直接或经由本地互联网网关与所谓的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于管理至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)的设备(1)，所述设备包括至少一个电力负载，所述设备被设计为接收设定点，所述设定点的接收触发所述设备从电气网络的终端设施向所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)供应预定量的电能，该终端设施包括电能表，所述设备被连接至所述电能表之后。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.27 FR 14004961.一种用于管理至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)的设备(1)，所述设备包括至少一个电力负载，所述设备被设计为接收设定点，所述设定点的接收触发所述设备从电气网络的终端设施向所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)供应预定量的电能，该终端设施包括电能表，所述设备被连接至所述电能表之后。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，基于测量时间估计来供应给所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件的电能量，在所述测量时间期间，所述电能以预定功率被供应至所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，对供应给所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件的电能量的估计考虑到所述至少一个电力负载的电源电压。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在向所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件供应电能期间，基于由所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件所消耗的功率的测量值来计算供应给所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件的电能量。5.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备包括：第一装置，驱动所述第一装置以通过焦耳效应将电能转换为热形式；以及第二装置，驱动所述第二装置以将电能转换为热形式，用于将电能转换为热形式的所述第一装置具有比所述第二装置更高的电力功率，所述装置可以单独地和/或共同地驱动所述第一和第二装置。6.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于接收由远程控制装置发送的至少一个设定点的装置。7.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于接收由所述装置被连接在其后的所述电能表发送的至少一个信息的装置。8.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于确定的装置，在该装置使用期间，确定从所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件提取的能量量值的装置。9.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于接收的装置，在该装置使用期间，从所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件接收关于提取的水的容量、和/或提取的水的温度、和/或水的进入温度的至少一个信息的装置。10.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于发送的装置，该装置向信息系统发送至少一个关于所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件的状态的信息。11.一种能够转换预定量的电能且能将其以热形式存储的系统(12)，其特征在于，该系统(12)包括根据权利要求1至10中的任一项所述的驱动设备(1)，以及至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件(2)。12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件包括用于将电能转换为热形式的装置，以及用于通过焦耳效应将电能转换为热形式的装置。13.如权利要求11至12中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件以相对于环境温度热的形式存储能量。14.如权利要求11至13中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个能够转换电能且能将其以热形式存储的组件以相对于环境温度冷的形式存储能量。15.如权利要求11或14中任一项所述的系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：热罗姆·吉伯特，
申请(专利权)人：厄奇林克公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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