FR2746942A1

FR2746942A1 - Systeme de controle d'energie a prepaiement

Info

Publication number: FR2746942A1
Application number: FR9604277A
Authority: FR
Inventors: Alain Gilot
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-03
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: GB2311641A; AU1662297A; FR2746942B1; ZA972540B; PT101985A; GB2311641B; PT101985B; AU711801B2; GB9704051D0

Abstract

Une clé opérationnelle comportant un index tarifaire est utilisée par le circuit de gestion d'énergie pour décrypter des codes qui lui sont fournis. L'index tarifaire définit la valeur limite de puissance (Pli) applicable au tarif souscrit. Lors d'un changement de clé opérationnelle, l'index tarifaire est extrait de la nouvelle clé et utilisé pour actualiser la valeur limite de puissance (Pli, Pl). Plusieurs index tarifaires sont associés à une même valeur limite de puissance. Le circuit de gestion contrôle l'ouverture d'un interrupteur lorsque la puissance délivrée, mesurée par le circuit de gestion, est supérieure à la valeur limite de puissance. Le circuit de gestion comporte des moyens (M1, F17) pour inhiber et restaurer l'association entre l'index tarifaire et la valeur limite de puissance.

Description

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SYSTEME DE CONTROLE D'ENERGIE A PREPAIEMENT

L'invention concerne un système de contrôle d'énergie à prépaiement comportant des moyens de gestion d'énergie comportant: - des moyens de mesure de la puissance électrique délivrée à un utilisateur, - des moyens d'entrée d'un code crypté au moyen d'une clé opérationnelle comportant des informations représentatives d'un index tarifaire, - des moyens d'entrée d'un code de changement de clé opérationnelle comportant des informations représentatives d'une clé opérationnelle, - des moyens de mise en mémoire de la clé opérationnelle, - des moyens de décryptage du code crypté au moyen de la clé opérationnelle mémorisée,

- et des moyens de mise en mémoire d'une valeur limite de puissance.

On connaît des systèmes de contrôle d'énergie à prépaiement dans lesquels chaque utilisateur possède un circuit de gestion connecté à un circuit de mesure de l'énergie utilisée et à un interrupteur ou un disjoncteur pour interrompre l'alimentation en énergie de l'utilisateur lorsque le montant d'un crédit d'énergie, mis en mémoire dans le circuit de gestion et réduit au fur et à mesure de la consommation d'énergie, s'annule. Le montant du crédit peut être modifié par l'introduction dans le circuit de gestion d'un code de prépaiement. Dans les systèmes connus, ce code est introduit soit au moyen d'un clavier,

soit à l'aide d'une carte magnétique, soit à l'aide d'un support de puce électronique.

L'exploitation courante de ces systèmes peut donc se faire sans intervention sur place d'un agent technique pour relever la consommation d'énergie. Le paramétrage de ces systèmes est également réalisable à l'aide de codes porteurs non plus de crédit d'énergie mais de données techniques. Il est donc également possible de modifier les conditions techniques de fonctionnement de ces systèmes sans déplacement d'un agent, en particulier de régler le

niveau de puissance maximum délivré par ces systèmes.

L'invention a pour but d'améliorer la sécurité financière d'un tel système.

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Ce but est atteint par le fait que les moyens de gestion d'énergie comportent des moyens d'extraction et de mémorisation de l'index tarifaire d'un code de changement de clé opérationnelle et des moyens de détermination et de mise en mémoire de la valeur limite de puissance à partir dudit index tarifaire, une pluralité d'index tarifaires étant associés à une même valeur limite de puissance. Il est ainsi possible d'assurer la sécurité financière d'un tel dispositif lorsque la limite de puissance délivrée est paramétrée par un code technique, sans l'intervention d'un agent de l'exploitant mais par l'utilisateur final lui-même. Il y a ainsi en effet cohérence entre la puissance effectivement souscrite pour l'installation, c'est à dire le régime tarifaire utilisé lors de l'achat d'un crédit d'énergie par l'utilisateur, et la limite de puissance effectivement

utilisée dans le système.

Selon un perfectionnement de l'invention les moyens de gestion d'énergie comportent des s moyens d'entrée d'un code technique d'inhibition comportant des informations représentatives d'une valeur limite de puissance technique, des moyens pour inhiber l'association entre la valeur limite de puissance et l'index tarifaire lorsque ledit code technique d'inhibition a été entré dans le système, des moyens pour utiliser la valeur limite

de puissance technique comme valeur limite de puissance.

Les moyens de gestion d'énergie comportent alors, de préférence des moyens d'entrée d'un code technique de restauration, des moyens pour supprimer ladite inhibition et pour déterminer la valeur limite de puissance à partir de la clé opérationnelle mémorisée, en

réponse à l'entrée du code technique de restauration.

Selon un mode de réalisation préférentiel le circuit de gestion d'énergie comporte des moyens d'entrée d'un code de crédit comportant des informations représentatives d'un crédit d'énergie, des moyens de mise en mémoire dudit crédit lors de l'entrée du code de crédit, des moyens de mesure de la quantité d'énergie consommée, des moyens pour réduire le montant de crédit mémorisé en fonction de la quantité d'énergie consommée, le système comportant des moyens d'interruption pour interrompre l'alimentation en énergie, sous le contrôle des moyens de gestion d'énergie, lorsque le montant du crédit s'annule et lorsque la puissance délivrée est supérieure à la valeur limite de puissance mémorisée, les moyens de gestion d'énergie comportant des moyens d'inhibition pour inhiber, dans des conditions prédéterminées, l'interruption de l'alimentation en énergie lorsque la puissance délivrée est

supérieure à la valeur limite de puissance mémorisée.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description suivante

d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté par les dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente un système de contrôle d'énergie à prépaiement selon l'art antérieur, dans lequel l'invention peut être mise en oeuvre, Les figures 2 à 5 illustrent des modes particuliers de réalisation d'organigrammes de

traitement pour la mise en oeuvre de l'invention dans un système selon la figure 1.

Le système de contrôle d'énergie à prépaiement de la figure 1 comporte un circuit de gestion 1 et un interrupteur 2. L'interrupteur 2 comporte des contacts 3 interposés sur des lignes d'alimentation L1 et L2 destinées à fournir de l'énergie à un utilisateur. L'ouverture des contacts 3 est commandée par un relais 4 de l'interrupteur 2, sous le contrôle du circuit

de gestion 1.

Le circuit de gestion 1 comporte un circuit de mesure 5 connecté à un circuit de traitement à microprocesseur 6. Le circuit de mesure 5 peut comporter des capteurs de courant, et éventuellement de tension, disposés sur les lignes L1 et L2, le circuit de traitement 6

pouvant alors calculer la puissance délivrée à l'utilisateur et l'énergie consommée.

Alternativement, le circuit de mesure 5 peut comporter un compteur d'énergie de type connu disposé de manière à mesurer l'énergie fournie à l'utilisateur par les lignes

d'alimentation L1 et L2.

Dans le circuit de gestion 1, le circuit de traitement 6 est connecté à une mémoire 7, à un circuit d'affichage 8 et à un clavier 9. Un crédit d'énergie C est mémorisé dans la mémoire 7. Le circuit de traitement 6 diminue le montant de ce crédit en fonction de la quantité

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d'énergie utilisée W, les informations nécessaires à la mesure et/ou au calcul de la quantité d'énergie utilisée lui étant fournis par le circuit de mesure 5. Le montant du crédit mémorisé peut être modifié au moyen d'un code entré par le clavier 9 accessible à l'utilisateur. Le circuit d'affichage 8 permet à l'utilisateur de connaître le montant du crédit mémorisé, c'est à dire le crédit d'énergie restant. Lorsque le montant du crédit mémorisé dans le circuit de gestion s'annule, le circuit de traitement 6 commande le relais 4 de manière à ce qu'il ouvre les contacts 3, provoquant

l'interruption de la fourniture d'énergie par les lignes LI1 et L2 à l'utilisateur.

Dans les dispositifs connus, l'entrée d'un crédit est effectuée au moyen d'un code de crédit.

Celui-ci est crypté pour éviter les fraudes. Le code de crédit comporte notamment des informations permettant l'identification du circuit de gestion 1 de l'utilisateur, des informations concernant le montant du crédit payé et des informations additionnelles destinées à assurer la sécurité de la transaction avec une société distributrice d'énergie. Ces informations additionnelles indiquent notamment la date de l'achat du crédit d'énergie, le

lien entre le circuit de gestion et la société distributrice d'énergie.

Par ailleurs, il est également connu de configurer le circuit de gestion par l'entrée de codes, dit codes techniques. L'un des codes techniques permet notamment de déterminer la valeur limite de puissance du système. En pratique, le code technique, crypté, comporte des informations représentatives d'une valeur limite de puissance Plt. Cette valeur limite de puissance Plt est mise en mémoire dans la mémoire 7 du circuit de gestion 1 lors de la mise

en route de l'installation, par l'introduction du code technique approprié par le clavier 9.

2s Cette limite peut être modifiée ultérieurement par introduction d'un nouveau code technique par exemple lors d'un changement des conditions d'utilisation de l'installation associée au

circuit de gestion.

Dans les systèmes connus, le circuit de gestion 1 compare la puissance mesurée P à la

valeur limite Plt et provoque l'ouverture des contacts 3, lorsque P est supérieure à Plt.

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Une clé opérationnelle, comportant des informations représentatives d'un index tarifaire, est mise en mémoire dans le circuit de gestion lors de la mise en route du système. Cette clé opérationnelle, connue du distributeur d'énergie, est utilisée pour le cryptage des codes de crédit et des codes techniques fournis à l'utilisateur. Lorsqu'un code est introduit dans le circuit de gestion 1, il est décrypté au moyen de la clé opérationnelle mémorisée dans le circuit. Si la clé mémorisée ne correspond pas à la clé utilisée pour le cryptage du code, le

décryptage ne peut avoir lieu et le code est rejeté. Il est ainsi possible de limiter la fraude.

Comme représenté à la figure 2, en fonctionnement normal, le circuit de traitement 6 vérifie, dans une étape F1, l'existence d'un crédit d'énergie C d'un montant non nul dans la mémoire 7. Si le montant du crédit s'annule (C = 0), alors le circuit de traitement procède à l'ouverture des contacts 3 de l'interrupteur 2 pendant une étape F2. Pour cela, le circuit de traitement 6 commande l'excitation du relais 4 qui ouvre les contacts 3. Pour alimenter

de nouveau son installation, l'utilisateur doit réenclencher manuellement l'interrupteur 2.

Cependant, toute fermeture des contacts avant l'entrée dans le circuit de gestion 1 d'un crédit d'énergie non nul par l'intermédiaire d'un code de crédit conduit automatiquement de

nouveau à l'ouverture des contacts 3.

S'il existe un crédit d'énergie C non nul, le circuit de traitement passe à une étape F3 de mesure de la valeur P de la puissance délivrée à partir des valeurs fournies par le circuit de mesure. Puis, dans une étape F4, il compare P à la valeur Pi mémorisée auparavant dans la mémoire 7. Si P est supérieure à Pi, c'est à dire si la puissance mesurée P dépasse la valeur limite de puissance Pl, le circuit de traitement 6 procède à l'étape F2 d'ouverture des contacts 3. Alternativement, l'ouverture des contacts peut dans ce cas, être remplacée par

une fonction de délestage sous le contrôle du circuit de gestion 1.

Lorsque la puissance mesurée P est inférieure ou égale à Pi, le circuit de traitement passe à une étape F5 de mesure de la quantité d'énergie consommée W. Cette énergie peut être calculée par le circuit de traitement à partir des valeurs de courant, et éventuellement de tension, fournies par le circuit de mesure 5. Alternativement, la valeur W ou une valeur représentative de la puissance consommée, peut être fournie au circuit 6 directement par le

circuit de mesure 5.

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Dans une étape F6, le montant du crédit d'énergie C mémorisé est alors réduit du montant de l'énergie consommée. Le crédit restant C peut alors être affiché sur le circuit d'affichage

8 (étape F7).

Dans les dispositifs connus la valeur limite de puissance Pi utilisée par le système est la

valeur limite Plt fournie au circuit de gestion par un code technique.

Pour améliorer la sécurité financière du système, la valeur limite de puissance PI est liée à l'index tarifaire de la clé opérationnelle utilisée par le circuit de gestion pour le décryptage

des différents codes.

Cette liaison est effectuée par le circuit de gestion et est actualisée lors de l'entrée d'un code

de changement de clé opérationnelle dans le circuit de gestion.

Le traitement d'un code de changement de clé opérationnelle est plus particulièrement

illustré à la figure 3.

Après une étape F8 de lecture et de validation du code, qui utilise la précédente clé opérationnelle pour son décryptage, le circuit de traitement 6 extrait du code l'index tarifaire pendant une étape F9. Puis, en F10, il détermine à partir de cet index tarifaire et mémorise une valeur limite de puissance Pli associée à l'index tarifaire. Puis, en F11, il mémorise dans la mémoire 7 la valeur Pli comme valeur limite de puissance Pl. Ainsi la valeur Pli extraite de la nouvelle clé opérationnelle et liée à l'index tarifaire contenu dans cette clé détermine la valeur limite de puissance Pl prise en compte par le circuit de gestion pendant l'étape F4 de la figure 2 pour interrompre la fourniture d'énergie si la puissance délivrée est supérieure à PI. Une étape F12 d'affichage de la nouvelle valeur de PI peut être

prévue après l'étape F1i1.

Dans un mode de réalisation préférentiel l'index tarifaire est constitué par un code à deux chiffres. La valeur limite de puissance Pli associée à l'index tarifaire est, de préférence,

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exprimée en kVA. Un exemple de correspondance entre l'index tarifaire et la valeur Pli est fournie dans le tableau ci-dessous: Pli (kVA) Index tarifaire Nombre de tarifs associés

1 10 à 19 10

2 20à29 10

3 30 à 39 10

4 40 à 49 10

50 à 59 10

6 60à69 10

7 70à79 10

8 80 à 89 10

9 90à99 10

13,8 00 à 09 10

Il ressort de ce tableau que plusieurs index tarifaires sont associés à une même valeur limite de puissance Pli. Dans l'exemple ci-dessus 10 index tarifaires, soit 10 tarifs différents, sont associés à une même valeur limite. A titre d'exemple, un premier tarif peut être le tarif normal, tandis qu'un second tarif est réservé aux agriculteurs, un troisième tarif réservé aux personnes nécessiteuses, les autres tarifs pouvant être attribués selon d'autres critères. A

o0 chacun de ces tarifs correspond un index tarifaire différent et un prix différent.

Dans le tableau, la valeur limite Pli correspond au chiffre des dizaines de l'index tarifaire lorsque la valeur limite Pli est comprise entre 1 et 9 kVA. Par exemple, pour un index

tarifaire compris entre 50 et 59, la valeur limite Pli est égale à 5kVA.

Par contre, si l'index tarifaire est compris entre 00 et 09, la valeur limite Pli est égale à la puissance maximale acceptable par le système. Dans l'exemple choisi cette valeur maximale

correspond à 60A à 230V, soit 13,8 kVA.

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L'entrée dans le circuit de gestion d'un code technique d'inhibition comportant des informations représentatives d'une valeur limite de puissance technique Pit, peut permettre

d'inhiber la liaison entre l'index tarifaire et la valeur limite de puissance Pi.

La figure 4 illustre le traitement d'un code technique d'inhibition, par le circuit de traitement 6. Après une étape F13 de lecteur et de validation du code technique d'inhibition, un code MI mémorisé par le circuit est mis à une première valeur prédéterminée, 0 sur la figure 4, pendant une étape F14. Puis, en F15, la valeur limite Plt du code technique est mémorisée comme valeur limite de puissance PI. Cette valeur Pi = io Plt sera donc ultérieurement la valeur Pi prise en compte par le circuit de gestion à l'étape F4. Une étape F16 d'affichage de la nouvelle valeur de PI peut être prévue après l'étape F15. La prise en compte du code M1 est illustrée sur la figure 3. Une étape additionnelle F17 est i5 introduite entre les étapes F10 et Fll lors du traitement d'un code de changement de clé opérationnelle. Pendant l'étape F17, le circuit de traitement vérifie la valeur du code M1 mémorisé. Si le code Ml a une seconde valeur prédéterminée, différente de 0 sur la figure 3, le circuit de traitement passe normalement à l'étape Fll Par contre, si le code M1 a la première valeur prédéterminée, 0 sur la figure 3, le circuit de traitement court-circuite l'étape Fll et passe directement à l'étape F12. Il n'y a donc pas, dans ce cas, de modification de la valeur P1 préalablement mémorisée, qui correspond ainsi à la dernière

valeur Plt entrée pendant la phase F 15.

Ainsi, l'entrée d'un code technique d'inhibition contenant une valeur limite de puissance Plt inhibe l'association entre la valeur limite PI et l'index tarifaire. L'étape F17 peut éventuellement être introduite entre les étapes F9 et F10, ou respectivement entre F8 et F9, les étapes F10 et F11 respectivement F9 à F11 étant alors court-circuités si M1 = 0. Il y a donc ce cas également inhibition de la détermination et de la mémorisation de Pli,

respectivement de l'extraction de l'index tarifaire.

Pour rétablir l'association entre la valeur limite Pl et l'index tarifaire, il est prévu un code

technique de restauration dont le traitement est illustré à la figure 5.

Après une étape F18 de lecture et de validation du code technique, le code M1 est mis à la seconde valeur prédéterminée, 1 sur la figure 5. Puis la valeur Pli, qui avait été mémorisée pendant l'étape F10 lors du dernier changement de clé opérationnelle, est mémorisée comme valeur limite de puissance PI. Dans la variante selon laquelle l'étape F17 est comprise entre F9 et F10, une étape supplémentaire, correspondant à l'étape F10 de détermination et de mémorisation de Pli à partir de l'index tarifaire, doit être ajoutée entre les étapes F19. Si F17 est disposée entre F8 et F9, une étape d'extraction de l'index tarifaire correspondant à l'étape F9, doit également être rajoutée. Une étape F21 d'affichage de la nouvelle valeur de P1 peut être prévue après l'étape F20. L'introduction du code technique de restauration permet ainsi, de supprimer l'inhibition introduite, de façon permanente, par un code technique d'inhibition comportant une valeur Plt. Le circuit de traitement rétablit alors la liaison entre Pi et la dernière clé opérationnelle ou le dernier

index tarifaire pris en compte par le système.

Le circuit de gestion comporte, de préférence, également des moyens pour inhiber l'interruption de l'alimentation en énergie lorsque la puissance délivrée P excède la valeur limite Pl mémorisée. Pour cela, comme représenté à la figure 2, une étape F22 est introduite entre les étapes F3 et F4. Pendant cette étape F22, le circuit de traitement vérifie la valeur d'un code M2. Si le code M2 a une première valeur prédéterminée, différente de 0 sur la figure 2, le circuit de traitement passe normalement à l'étape F4. Par contre, si le code M2 a une seconde valeur prédéterminée, 0 sur la figure 2, le circuit de traitement court- circuite l'étape F4 et passe directement à l'étape F5. Il y a donc, dans ce cas,

inhibition de l'interruption de l'alimentation en énergie lorsque P est supérieure à PI.

Le code M2 est de préférence fourni au circuit de gestion au moyen d'un code technique

particulier. Il est également possible de prévoir des moyens manuels, tels que des micro-

interrupteurs pour modifier cette valeur. Bien entendu, dans ce dernier cas, ces micro-

interrupteur ne doivent pas être accessibles à l'utilisateur et la valeur de M2 ne doit pouvoir être modifiée que par un installateur agréé. Des dispositifs de plombage ou de cadenassage

peuvent être utilisés dans ce but.

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Claims

REVENDICATIONS

1.- Système de contrôle d'énergie à prépaiement comportant des moyens (1) de gestion d'énergie comportant: - des moyens (5, 6) de mesure de la puissance électrique délivrée à un utilisateur, - des moyens (9) d'entrée d'un code crypté au moyen d'une clé opérationnelle comportant des informations représentatives d'un index tarifaire, - des moyens (9) d'entrée d'un code de changement de clé opérationnelle comportant des informations représentatives d'une clé opérationnelle, o10 - des moyens (7) de mise en mémoire de la clé opérationnelle, - des moyens (F8, F13, F18) de décryptage du code crypté au moyen de la clé opérationnelle mémorisée, - et des moyens (7) de mise en mémoire d'une valeur limite de puissance (Pi), système caractérisé en ce que les moyens (1) de gestion d'énergie comportent des moyens (F9) d'extraction et de mémorisation de l'index tarifaire d'un code de changement de clé opérationnelle et des moyens (F10, F11) de détermination et de mise en mémoire de la valeur limite de puissance (PI, Pli) à partir dudit index tarifaire, une pluralité d'index

tarifaires étant associés à une même valeur limite de puissance (Pli).

2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit index tarifaire est

constitué par un code à deux chiffres.

3.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur limite de puissance (Pli, Pi), exprimée en kVA, correspond à un chiffre représentatif des dizaines de

l'index tarifaire pour une valeur limite de puissance comprise entre 1 et 9 kVA.

4.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur limite de puissance (Pli, Pi), est égale à la valeur maximale acceptable par le système lorsque l'index

tarifaire est compris entre 00 et 09.

5.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les

moyens (1) de gestion d'énergie comportent des moyens (9) d'entrée d'un code technique d'inhibition comportant des informations représentatives d'une valeur limite de puissance technique (Pit), des moyens (F14, F17) pour inhiber l'association entre la valeur limite de puissance (Pi) et l'index tarifaire lorsque ledit code technique d'inhibition a été entré dans le système, des moyens (F15) pour utiliser la valeur limite de puissance technique (Plt) comme valeur limite de puissance (Pl). -

6.Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (1) de gestion d'énergie comportent des moyens (9) d'entrée d'un code technique de restauration, des moyens (F19, F17, F20) pour supprimer ladite inhibition et pour déterminer la valeur limite de puissance (Pl) à partir de la clé opérationnelle mémorisée, en réponse à

l'entrée du code technique de restauration.

7.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le

circuit (1) de gestion d'énergie comporte des moyens (9) d'entrée d'un code de crédit comportant des informations représentatives d'un crédit d'énergie, des moyens (7) de mise en mémoire dudit crédit lors de l'entrée du code de crédit, des moyens (5, F5) de mesure de la quantité (W) d'énergie consommée, des moyens (F6) pour réduire le montant (C) de crédit mémorisé en fonction de la quantité (W) d'énergie consommée, le système comportant des moyens (2) d'interruption pour interrompre l'alimentation en énergie, sous le contrôle (F1, F2, F4) des moyens de gestion d'énergie, lorsque le montant (C) du crédit s'annule et lorsque la puissance délivrée (P) est supérieure à la valeur limite de puissance (P1) mémorisée, les moyens de gestion d'énergie comportant

des moyens d'inhibition (M2, F22) pour inhiber, dans des conditions prédéterminées.

l'interruption (F2) de l'alimentation en énergie lorsque la puissance délivrée (PI) est

supérieure à la valeur limite de puissance (Pl) mémorisée.