WO2018114936A1 - Transmission d'énergie électrique entre entités usagères d'un réseau de distribution - Google Patents

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WO2018114936A1
WO2018114936A1 PCT/EP2017/083522 EP2017083522W WO2018114936A1 WO 2018114936 A1 WO2018114936 A1 WO 2018114936A1 EP 2017083522 W EP2017083522 W EP 2017083522W WO 2018114936 A1 WO2018114936 A1 WO 2018114936A1
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Daniel Pignier
David Menga
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Electricite De France
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Definitions

  • the present invention generally relates to the field of energy routing management in an electrical distribution network.
  • the electricity distribution network currently, whether in a neighborhood or inside a building, transmits alternative energy (AC) whose origin and destination is not perfectly traceable today. hui. It is therefore not possible to certify that a customer who buys "green” energy (from the photovoltaic, wind, or other renewable energy sector), at a time T, actually consumes this energy.
  • AC alternative energy
  • thermal regulation of 2020 in France, requires in new housing to have a tool for local energy production as well as a storage medium, both using continuous electrical energy (DC) , to be able to tend towards a house autonomous in energy.
  • DC continuous electrical energy
  • the electrical architecture for the production, distribution and use of energy in the home must also take into account the multiple losses of energy conversion, be able to provide both AC power for the existing equipment, in direct current for new equipment or to use it directly, to provide its energy security according to its priorities, its characteristics, availability and traceability of energy at lower cost.
  • Ordinance No. 2016-1019 of 27 July 2016 on collective shared consumption of electricity should require the establishment of tools such as, for example, a platform for the exchange of electricity. energy at the mesh of a neighborhood and / or a low voltage substation (LV) and / or an electrical outlet of a substation BT.
  • LV low voltage substation
  • the present invention improves this situation.
  • the flow further comprises, for an identification of the delivery via the network, a complementary part including identification data of the delivery, complementary part in which the electrical power is amplitude modulated, the complementary part thus presenting durations during which the electric power is lower than said constant level of the main part of the flow.
  • electrical power modulation is to be considered in the general sense and may encompass both direct power modulation, but also possibly a voltage modulation (whose effect, DC DC, may return to modulate the power ).
  • the term "via an electrical distribution network” is understood above to mean the borrowing of a local subnetwork of the general electrical distribution network, such as, for example, the low voltage network typically.
  • the quantity of energy being delivered in direct current comprises durations during which an electric voltage of the flux is zero, the modulation being applied to the voltage to code the identification data of the delivery on two binary values corresponding to a zero voltage and a maximum voltage, said maximum voltage corresponding to said constant power level of said main part of the flow.
  • the delivery of energy is effected by transmission of a plurality of successive packets of time streams each comprising a main part of flows and a complementary part including identification data of the delivery, the complementary part of flows. of each packet preceding the main part of the stream.
  • the implementation of the invention can be manifested in the case of the delivery of a single packet thus comprising a single stream, if this single packet is sufficient to provide the amount of electrical energy required.
  • these packets may be temporally spaced by a chosen duration of synchronization of the distribution network, during which the power is zero. This synchronization time may allow entities receiving the packet start reading the -tête in packets (the aforementioned complementary portion) to extract the data encoded therein.
  • the identification data may comprise for example at least:
  • the identification data may further include:
  • a timestamp can be provided from among these data to temporally stamp the delivery of the stream, or simply the reception of these data can be provided by a computing device which then applies this time stamp in addition to these data received for a delivery date certification.
  • the identification data may furthermore comprise in each current packet:
  • This embodiment thus makes it possible to identify the packets relating to the same delivery and their order to await the reception of any additional packets.
  • the method may then comprise the steps implemented by a computing device connected to the producing entity:
  • It may be a "smart" router of the type described in WO-2014/147437.
  • the aforementioned computing device can be integrated into the router, or directly connected to the energy meter, of the producing entity.
  • the method may also comprise at least the steps implemented by the consuming entity:
  • the method may also include at least one subsequent step implemented by the consumer entity:
  • the computing device of the consuming entity at the end of receiving the stream from the producing entity, implementing the computing device of the consuming entity to check a conformity between a quantity of energy accumulated in the aforementioned energy storage means and the quantity of energy to be delivered, indicated in the data of the complementary part of the flow.
  • the present invention also provides a system for implementing the above method, comprising an electric power generating entity and an electric power consuming entity, and further comprising at least:
  • a first computing device for applying a modulation to the complementary part of the stream encoding the delivery identification data
  • a second computing device for verifying the delivery identification data in said complementary part of the stream and storing said data in memory.
  • the present invention also aims in isolation the first device of such a system, being then configured to apply a modulation to the complementary part of the stream encoding the delivery identification data.
  • the present invention also aims in isolation the second device of such a system, being then configured to check the delivery identification data in said complementary part of the flow and store said data in memory.
  • the present invention also relates to a computer program comprising instructions for implementing the above method, when this program is executed by a processor.
  • Figure 2 described below may be an example of a flow chart of a general algorithm of such a computer program.
  • the invention makes it possible to have a new DC distribution architecture capable of routing and tracing the origin of energy packets by implementing a simple data transmission protocol and not requiring no additional means other than a simple computer tool. More particularly, this computer tool is judiciously programmed using a computer program to apply the above modulation and thus incorporate the data of the source of this energy, directly in the energy flow supplied to the consumer entity.
  • the invention thus finds an advantageous but nonlimiting application in the context for example of a supply of energy on demand peer-to-peer, with a possibility of tracing the source of this energy.
  • a local producer can provide energy to a consumer who wants to consume locally and this tool allows him to trace this exchange.
  • the invention thus proposes to reconsider both the notion of energy distribution, the marking of the source of the current for its traceability, and that of the routing of these energy flows within a neighborhood, d. a low-voltage station or an artery, to facilitate peer-to-peer exchanges between energy producing entities on the one hand and consuming entities on the other hand, at a given instant, at attractive cost, in order to to respond in particular to the aforementioned draft Ministerial Ordinance on "shared self-consumption".
  • FIG. 1 is a general diagram of a system for implementing the invention
  • FIG. 2 illustrates the general steps of a process within the meaning of the invention
  • FIG. 3 illustrates a first device in the sense of the invention and the successive packets shaped by such a first device, for transmission via the electrical distribution network, from a producing entity
  • FIG. 4 illustrates a second device in the sense of the invention and the processing of the packets received by such a second device, with a view to storing the energy received in an energy storage means, in this case an inverter, of a consumer entity, and
  • an energy storage means in this case an inverter, of a consumer entity
  • FIG. 5 illustrates successive packets transmitted via the electrical distribution network, in a particular embodiment.
  • an EPI producing entity produces an electrical energy, here by photovoltaic PV effect according to a renewable energy production.
  • the production surplus of this EPI entity (relative to a local consumption) can be stored in an energy storage means, such as a battery or a UPS, for subsequent transfer of this surplus energy.
  • an EC1 consuming entity for example a third-party electric vehicle charging
  • EC2 for example for the electricity consumption needs of another third party.
  • another producing entity EP2 to produce electrical energy, of EL wind origin, and the production surplus can be stored in energy storage means such as a battery or an OND of this other producing entity.
  • EP2 with a view to possibly supplying other third party consumers EC1.
  • a transaction platform PF through which the different consuming entities EC1, EC2, can solicit given amounts of energy, with for example a wish as to the nature of the production of these quantities of energy (renewable or other energies, by example, or energy from neighboring local production or not, for example).
  • the platform PF may be connected by power line or other means (such as an Internet communication via a cellular network or the switched network) to DIS computer devices with each EPI, EP2, EC1, EC2 entity. , to organize each transaction and in particular:
  • the quantity of energy is delivered by the producing entity, it is transferred via the network, using respective ROU routers of the producing entity and the consuming entity that define inputs of the RES network. These may typically be routers as described in WO-2014/147437.
  • the producing entity EP retrieves in step S2 of the data related to the transaction and typically corresponding to:
  • the computing device DIS of the producing entity EP then generates a code corresponding to these data, with a view to applying this code in the form of a modulation of the time flow of power as described below.
  • the producing entity delivers the requested amount of energy in the form of a time flow of electrical power (which may correspond more precisely to a succession of PI packets, P2 as will be seen more 3 to 5), with, in this stream, a portion which is modulated in amplitude according to the code corresponding to the above data.
  • the time flow of the packet PI does indeed comprise a first part in which, here, the voltage v (in direct current DC) hangs from successive values "0" or "1", which makes it possible to encode in binary the aforementioned data.
  • the packet PI comprises a succession of maximum voltage values (at "1") which correspond to the quantity of energy required (or only a part of the energy required if the latter is distributed over several successive packets).
  • this time stream is transmitted via the network RES by the router ROU of the producing entity. It transits, from router to router, in the network according to a point-to-point mode in the example described, and more particularly each router that does not recognize the identifier of the entity with which it is associated (KO arrow at the output of the S4 test) ignores this stream and transmits it to a neighbor router (step S5).
  • the ROU router of the consuming entity which is declared in the encoded data at the beginning of the flow recognizes in these data the identifier of the consuming entity to which it is directly connected (OK arrow at the exit of the test S4).
  • This router ROU then transfers this time flow to energy storage means such as the battery or the inverter to which it is connected (as illustrated in FIG. 1), with a view to storing energy in this means of storage.
  • storage in step S7 and parallel the computer device DIS connected to this router ROU stores in memory the data presented in this stream in step S6.
  • the computing device DIS of the consuming entity can check (step S8), at the end of the reception of all the stream or all the packets of the stream that the quantity of energy received and stored for example in the OND inverter corresponds to the amount of energy announced in the data encoded in the stream and, the if necessary, send in step S9 a message to the platform, compliance of the energy delivery compared to the previously initiated transaction.
  • the process can continue by the organization by the platform of a billing of the producing entity to the consumer entity.
  • the computing device DIS of the consuming entity can be programmed to transmit to the platform PF the quantity of energy actually received from the producing entity, for purposes of less than expected billing.
  • FIGS. 3 to 5 an example of a temporal flow form corresponding to the electrical energy supplied to a consuming entity and including in particular (as a stamp) identification data of this energy (with respect to FIG. producing entity, the consuming entity, the type of production, etc.).
  • the data that can be encoded in the stream are:
  • a current packet number NUM from among these consecutive packets (for example the fifth packet over thirteen packets in all).
  • the current is continuous (DC mode) and the voltage is at low voltage, for example 48 volts or more, as detailed below.
  • the voltage can be modulated (simply by means of a switch function) by applying the binary values "0" or "1" corresponding to respective levels of zero voltage, or maximum at 48 V for example.
  • the computing device DIS associated with the producing entity EP operates this modulation to code this data binary in the voltage v, to deliver a corresponding power, thus modulated and therefore in the network via the router ROU of the producing entity.
  • the computing device DIS comprises a communication interface COM with the router ROU, as well as a processor for applying the coding and a memory MEM storing instructions of a computer program within the meaning of the invention.
  • the processor cooperating with the memory MEM, executes these instructions in order to apply the aforementioned coding.
  • the device DIS applies a synchronization time Ts (specific to the network) between the successive packets PI, P2.
  • a network control entity may define an instantiation of the packets transmitted by each producing entity (as a "scheduler" in the telecommunications field).
  • This may be, for example, the PF platform which defines, after each transaction, the start times of each energy packet requested via the network.
  • the platform can define the duration of the synchronization Ts between two packets P1, P2 sent by the entity EP.
  • each DIS device refers to the same network clock to transmit its packets.
  • it can be simply programmed packet transmission times for each producing entity (for example at times assigned to each entity and fixed in a day).
  • a computing device DIS of a consuming entity on receipt of the succession of these packets PI, P2.
  • a computing device DIS comprises a communication interface COM with the network (via the ROU router of its entity).
  • This communication interface COM cooperates with a processor PROC which can read the instructions of a computer program within the meaning of the invention, stored in a MEM memory of the device.
  • this device DIS can implement the step S4 of reading the data in header of the packets, ignore these packets and simply transmit them to a next router if they are not intended for the EC entity to which it is associated (step S5), or otherwise store the data in the header of the packets (step S6) in a memory which may be the same as the aforementioned memory MEM (or a different memory), then control the router for that it switches the energy received in the packets to the OND of the consuming entity EC (step S7).
  • the form that can be had by the packet header modulation for the binary coding of the data is described.
  • Successive binary values can be observed at "0" or "1" (maximum voltage).
  • the duration TO during which the voltage value is at "0" for a bit is preferably of the order of one to a few milliseconds.
  • these TO times are therefore as short as possible in order to reduce as much as possible the times during which no energy is transmitted.
  • the times T1 during which the voltage is maximum may be greater than the order of milliseconds (and thus T1> T0) to transmit as much energy as possible in a packet.
  • Rou routers energy flow (of the type described in WO2014147437), located in tertiary premises and / or homes and / or a vehicle charging station and / or within a HTA / LV substation (for "high / low voltage"), each having at least one or more networks DC power distribution system (of a voltage level adapted according to the topologies and uses).
  • These energy flow routers can then assume the same routing role as a router in data transmission networks by assuring and tracing the transmission of energy packets from point A to point B.
  • Such an architecture makes it possible to implement the transmission of electrical energy in packets, such as successive frames of data.
  • ROU energy routers can directly integrate the aforementioned computing devices DIS, so that they have an artificial intelligence ROU that can be characterized by a multi-agent system (SMA).
  • SMA agent is then an at least partially autonomous entity comprising:
  • the PF platform itself, has an artificial intelligence that allows, on request, to research and predict, the quantities of energy to buy or sell on a grid at the best price depending on the types of energy and energy. moments of the day.
  • the PF platform therefore presents itself as a transaction agent that links the electrical equipment wishing to consume with the energy source, and counts the energy exchanges for a billing agent for energy units hereinafter referred to as "WattCoins".
  • WattCoins A forecasting and realizing agent can be provided in connection with the platform to enrich forecasts and knowledge with SMA agents.
  • a smart router with an agent for analyzing and developing DC energy packets, in homes, charging stations and an HTA / LV substation makes it possible to transform the AC electrical energy and / or DC in DC energy packets, to transmit to a consumer or to receive these packets from a producer in order to transform them into AC and / or DC electrical energy.
  • An advantage of this implementation is that it allows the development of new services such as energy on demand, green energy, provenance, etc. Indeed, the transmission of energy can be carried out continuously (AC and / or DC), in which an amplitude modulation is applied to code in binary data to be transmitted.
  • DC DC can be generated a square signal as shown in Figures 3 to 5 (or any other form of course), but at a high sampling rate (period of the order of one millisecond) which s' Apparent to energy chopping, for any voltage level (low voltage at 48 V or voltages like 400 or 1500 V).
  • a digital encryption key can be provided to develop a digital certificate encoded in the header of the packets taking into account, as an example for France, an electric delivery point identifier of the housing, the tertiary, the charging station of the distribution network. It is the digital signature of the place of production or consumption.
  • PRM Measurement Network Point
  • a device DIS ensuring the analysis and development of DC energy packets is able to develop a feed frame, depending on the negotiations operated for a duration such as a day by the platform of exchange of energy in the neighborhood (thus connected to an intelligent agent acting as a "trader").
  • the device DIS can cooperate with a voltage generator DC of magnitude v (which for example may be 48, 400, 1500 V) at the input, to output a conventional data frame type "Ethernet or other", but particularly here in the form of a feed frame for a neighborhood consumer, also having a DIS reading device.
  • Each energy packet is separated by time synchronization information Ts.
  • Each receiving device DIS following the detection of this synchronization reads the header of the new packet that passes, to determine whether or not recipient. If it is a recipient, it can drive the storage of energy, and if it is not, it waits for the next synchronization.
  • the transmitted frame has two distinct parts, the header (identification bytes) and the body (the energy packet itself). The entire constituted frame is converted into energy.
  • the logical "1" of a duration T1 correspond to the voltage level transmitted (for example, can be 48, 400, 1500 V) and the logical "0" of a duration T0, correspond to the voltage zero: T0 being less than or equal to T1.
  • durations T0, T1 on one side and the synchronization period Ts on the other There is no specific relationship between the durations T0, T1 on one side and the synchronization period Ts on the other.
  • the durations may be equivalent or different, or even not at all if the synchronization information was for example a frequency or a puls with a characteristic shape in voltage, frequency and duration.
  • the agent for analyzing and generating DC energy packets of the DIS device makes it possible to determine whether the packets received come from the producer with whom the consumer has made an offer to purchase via the platform, if the energy packets are good for him, how many packets he has to receive, whether the energy received is of renewable origin or not, local or not (so-called "green” or “red”).
  • the set of energy frames are then stored in an inverter, a battery, an ultra capacitor, an electric vehicle, or other to be converted into energy (and this including the identification bytes to compensate for possible losses networks). Then, it is possible to destock this energy for the electrical uses concerned at the consumer.
  • the PF collaborative platform for client / producer contacting collects at the level of a neighborhood or a low-voltage branch (or artery) of the network the needs and provisions of energy, current tariffs and possibly the virtual exchange currency "Wattcoins".
  • a demand energy of a consuming entity can be addressed to the collaborative platform for a quantity Q, for and in a given time T, with the type of energy chosen.
  • the platform selects a list of producers (in the neighborhood or upstream of the HTA / LV substation) that for this length of time are likely to provide this amount of energy, as well as the various rates offered.
  • Energy can come from one or more producers depending on the quantity demanded, the differences in pricing, the type of energy, and the number of "Wattcoins" available to the consumer.
  • the consumer device can make its request to the selected producer (s) of its request for a quantity Q of renewable energy or not, depending on the tariffs and the requested time.
  • the device of the producer (s) generates energy packets that will be received by the consumer device.
  • the number of energy packets received may be provided as notification to pay the number predicted "Wattcoins", via a billing agent connected to the platform for example (or in the form of a computer module stored in each DIS device).
  • the sale makes it possible to obtain Wattcoins which in turn make it possible to buy energy, or time of electric use, or recharge an electric vehicle in the neighborhood.
  • Such an embodiment allows the traced exchanges, even to peer energy, between producers and consumers on the same LV artery, in a private area to the mesh of a neighborhood, a low voltage substation (BT) or a leaving BT, or within a building, a habitat between two equipments, and guarantees the origin of the production of the electric current (green or non-green energy, local in the eco-neighborhood, or national, etc.).
  • BT low voltage substation
  • the energy flow routers can then assume the same routing role as a router in the data networks by assuring and tracing the transmission of energy packets from point A to point B, such as communications. in a telecommunications network.

Landscapes

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Abstract

Transmission d'énergie électrique entre entités usagères d'un réseau de distribution L'invention concerne la livraison d'une quantité d'énergie électrique entre une entité productrice d'énergie et une entité consommatrice d'énergie. La quantité d'énergie est livrée via un réseau de distribution d'électricité sous la forme d'au moins un flux temporel de puissance électrique, à un niveau constant au moins sur une partie principale du flux. En particulier, le flux comporte en outre, pour une identification de la livraison via le réseau, une partie complémentaire incluant des données d'identification de la livraison, partie complémentaire dans laquelle la puissance électrique est modulée en amplitude, la partie complémentaire présentant ainsi des durées (T0) pendant lesquelles la puissance électrique est inférieure audit niveau constant de la partie principale du flux.

Description

Transmission d'énergie électrique entre entités usagères d'un réseau de distribution
La présente invention concerne de manière générale le domaine de la gestion de routage d'énergie dans un réseau de distribution électrique.
Le réseau de distribution électrique actuellement, qu'il soit au sein d'un quartier ou à l'intérieur d'un bâtiment, transmet de l'énergie alternative (AC) dont la provenance et la destination n'est pas parfaitement traçable aujourd'hui. II n'est donc pas possible de certifier qu'un client qui achète de l'énergie « verte » (issue de la filière photovoltaïque, éolienne, ou autre énergie renouvelable), à un instant T, consomme réellement cette énergie.
Par ailleurs, la réglementation thermique de 2020, en France, impose dans l'habitat neuf de disposer d'un outil de production d'énergie local ainsi que d'un moyen de stockage, tous deux utilisant l'énergie électrique continue (DC), pour pouvoir tendre vers une maison autonome en énergie.
De plus, les usages électriques d'hier, à l'heure de la transformation digitale, renferment aujourd'hui des composants électroniques qui nécessitent de transformer l'énergie alternative en énergie continue pour fonctionner. Il s'agit ainsi de transformateurs largement répandus pour l'alimentation des appareils d'éclairage à diodes électroluminescentes (LED), des appareils tels que les ordinateurs, les recharges de batteries de terminaux (de téléphonie, de tablettes, etc.), et plus généralement de tous les produits bruns, et de plus en plus de produits blancs.
L'architecture électrique de production, de distribution et d'utilisation de l'énergie dans l'habitat doit en outre prendre en compte les pertes multiples de conversion d'énergie, être capable de fournir aussi bien de l'alimentation en courant alternatif pour les équipements existants, qu'en courant continu pour les équipements nouveaux ou permettant de l'utiliser directement, de prévoir sa sécurisation en énergie en fonction de ses priorités, ses caractéristiques, de la disponibilité et la traçabilité de l'énergie à moindre coût. Par ailleurs, en France, l'Ordonnance N° 2016-1019 du 27 juillet 2016 relative à Γ autoconsommation collective partagée d'électricité devrait nécessiter de mettre en place des outils tels que, à titre d'exemple, une plateforme d'échange de l'énergie à la maille d'un quartier et/ou d'un poste basse tension (BT) et/ou d'un départ électrique d'un poste BT.
Aujourd'hui, il existe bien sur le marché des offres d'achat d'énergie « verte » (issue de filières d'énergies renouvelables). Toutefois, le courant consommé à un instant donné ne donne aucune information sur son origine. On connaît toutefois la technologie « blockchain » appliquée à l'énergie pour valider le fait qu'un producteur fournit à un consommateur de l'énergie renouvelable par contrat. Toutefois, il manque un « étiquetage » formel du courant au moment de son utilisation qui pourrait garantir une adéquation entre le courant produit en un lieu et le courant consommé dans un autre. Par ailleurs, un tel moyen ne pourrait pas être implémenté typiquement dans le cas de la livraison d'un courant alternatif avec une transmission de données classique associée.
Ainsi, un besoin apparaît pour un outil capable de recenser les transactions entre producteurs et consommateurs, et en particulier capable de tracer une quantité d'énergie électrique reçue d'une entité productrice et destinée à une entité consommatrice.
La présente invention vient améliorer cette situation.
Elle propose à cet effet un procédé de livraison d'une quantité d'énergie électrique entre une entité productrice d'énergie et une entité consommatrice d'énergie, ladite quantité d'énergie étant livrée via un réseau de distribution d'électricité sous la forme d'au moins un flux temporel de puissance électrique, à un niveau constant au moins sur une partie principale du flux.
En particulier, le flux comporte en outre, pour une identification de la livraison via le réseau, une partie complémentaire incluant des données d'identification de la livraison, partie complémentaire dans laquelle la puissance électrique est modulée en amplitude, la partie complémentaire présentant ainsi des durées pendant lesquelles la puissance électrique est inférieure audit niveau constant de la partie principale du flux. Le terme de « modulation de puissance électrique » est à considérer au sens général et peut englober aussi bien une modulation directe de puissance, mais aussi possiblement une modulation de tension (dont l'effet, en courant continu DC, peut revenir à moduler la puissance).
Par ailleurs, on entend ci-dessus par les termes « via un réseau de distribution électrique » notamment l'emprunt d'un sous-réseau local du réseau général de distribution électrique, tel que par exemple le réseau basse tension typiquement.
Ainsi, dans une réalisation, la quantité d'énergie étant livrée en courant continu, ladite partie complémentaire du flux comporte des durées pendant lesquelles une tension électrique du flux est nulle, la modulation étant appliquée à la tension pour coder les données d'identification de la livraison sur deux valeurs binaires correspondant à une tension nulle et une tension maximum, ladite tension maximum correspondant audit niveau constant de puissance de ladite partie principale du flux.
Dans une réalisation particulière, la livraison d'énergie est effectuée par transmission d'une pluralité de paquets successifs de flux temporels comportant chacun une partie principale de flux et une partie complémentaire incluant des données d'identification de la livraison, la partie complémentaire de flux de chaque paquet précédant la partie principale du flux. On comprendra en outre que la mise en œuvre de l'invention peut se manifester au cas de la livraison d'un unique paquet comportant donc un seul flux, si ce seul paquet suffit à fournir la quantité d'énergie électrique requise.
Dans le cas d'une livraison de plusieurs paquets, ces paquets peuvent être espacés temporel lement par une durée choisie, de synchronisation du réseau de distribution, pendant laquelle la puissance est nulle. Cette durée de synchronisation peut permettre à des entités recevant les paquets de commencer à lire l'en -tête des paquets (la partie complémentaire précitée) pour en extraire les données qui y sont codées. Les données d'identification peuvent comporter par exemple au moins :
- un identifiant relatif à l'entité productrice,
- un identifiant relatif à l'entité consommatrice,
- une quantité d'énergie à livrer. Les données d'identification peuvent comporter en outre :
- un type d'énergie électrique produite au moins selon les filières de production d'énergie renouvelable, ou selon d'autres filières.
On peut prévoir en outre une horodate parmi ces données pour estampiller temporellement la livraison du flux, ou simplement la réception de ces données peut être assurée par un dispositif informatique qui applique alors cette horodate en sus de ces données reçues pour une certification de date de livraison.
Les données d'identification peuvent comporter en outre dans chaque paquet courant :
- un nombre total de paquets pour livrer complètement ladite quantité d'énergie, et
- un numéro de paquet courant parmi le nombre total de paquets.
Cette réalisation permet ainsi d'identifier les paquets relatifs à la même livraison et leur ordre pour attendre à la réception d'éventuels paquets complémentaires.
Le procédé peut alors comporter les étapes mises en œuvre par un dispositif informatique relié à l'entité productrice :
- après une transaction avec l'entité consommatrice pour une quantité d'énergie à livrer, récupérer au moins un identifiant relatif à l'entité consommatrice,
- convertir au moins des données :
- d'identifiant relatif à l'entité consommatrice,
- de la quantité d'énergie à livrer, et
- d'identifiant relatif à l'entité productrice,
en une modulation binaire de la puissance à délivrer dans la partie complémentaire du flux, et
- déclencher la transmission du flux avec ladite partie complémentaire ainsi modulée, via le réseau de distribution. On peut avantageusement utiliser un routeur d'énergie électrique pour transmettre le flux avec ladite partie complémentaire à destination de l'entité consommatrice.
Il peut s'agir d'un routeur « intelligent » du type décrit dans le document WO- 2014/147437. Le dispositif informatique précité peut être intégré dans le routeur, ou encore directement connecté au compteur d'énergie, de l'entité productrice.
Le procédé peut aussi comporter au moins les étapes mises en œuvre par l'entité consommatrice :
- sur réception de la partie complémentaire du flux, mettre en œuvre un dispositif informatique pour
* lire les données d'identification dans la partie complémentaire du flux,
* comparer l'identifiant relatif à l'entité consommatrice donné dans la partie complémentaire à un identifiant stocké en mémoire de l'entité consommatrice,
* ignorer le flux reçu dans le cas d'une incohérence entre les identifiants respectifs de la partie complémentaire et de la mémoire de l'entité consommatrice, et en cas d'une cohérence entre lesdits identifiants respectifs de la partie complémentaire et de la mémoire de l'entité consommatrice :
- stocker les données d'identification reçues dans une mémoire, et
- accumuler dans un moyen de stockage d'énergie (batterie, onduleur ou autre), en vue de sa consommation, l'énergie du flux reçu en totalité comprenant la partie complémentaire et la partie principale. Dans une réalisation, le procédé peut comporter aussi au moins une étape ultérieure mise en œuvre par l'entité consommatrice :
- à la fin de la réception du flux issu de l'entité productrice, mettre en œuvre le dispositif informatique de l'entité consommatrice pour contrôler une conformité entre une quantité d'énergie accumulée dans le moyen de stockage d'énergie précité et la quantité d'énergie à livrer, indiquée dans les données de la partie complémentaire du flux.
La présente invention vise aussi un système pour la mise en œuvre du procédé ci-avant, comprenant une entité productrice d'énergie électrique et une entité consommatrice d'énergie électrique, et comportant en outre au moins :
- un premier dispositif informatique pour appliquer une modulation à la partie complémentaire du flux codant les données d'identification de livraison, et
- un deuxième dispositif informatique pour vérifier les données d'identification de livraison dans ladite partie complémentaire du flux et stocker lesdites données en mémoire. La présente invention vise aussi isolément le premier dispositif d'un tel système, étant alors configuré pour appliquer une modulation à la partie complémentaire du flux codant les données d'identification de livraison.
La présente invention vise aussi isolément le deuxième dispositif d'un tel système, étant alors configuré pour vérifier les données d'identification de livraison dans ladite partie complémentaire du flux et stocker lesdites données en mémoire. La présente invention vise aussi un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé ci-avant, lorsque ce programme est exécuté par un processeur. La figure 2 décrite ci-après peut être un exemple d'ordinogramme d'un algorithme général d'un tel programme informatique. Ainsi, l'invention permet de disposer d'une nouvelle architecture de distribution en courant continu, capable d'acheminer et de tracer la provenance de paquets d'énergie par la mise en œuvre d'un protocole simple de transmission de données et ne nécessitant pas de moyens supplémentaires autres qu'un simple outil informatique. Plus particulièrement, cet outil informatique est judicieusement programmé à l'aide d'un programme informatique pour appliquer la modulation précitée et incorporer ainsi les données de la provenance de cette énergie, directement dans le flux d'énergie fournie à l'entité consommatrice.
L'invention trouve alors une application avantageuse mais non limitative dans le cadre par exemple d'une fourniture d'énergie à la demande en pair à pair, avec une possibilité de tracer la provenance de cette énergie. Ainsi, à tout instant, un producteur local peut fournir de l'énergie à un consommateur désireux de consommer localement et cet outil lui permet de tracer cet échange.
Dans une telle application, l'invention propose ainsi de reconsidérer à la fois la notion de distribution d'énergie, de marquage de la provenance du courant pour sa traçabilité, et celle du routage de ces flux énergétiques au sein d'un quartier, d'un poste basse tension ou d'une artère, pour faciliter les échanges pairs à pairs entre entités productrices d'énergie, d'une part, et entités consommatrices, d'autre part, à un instant donné, à cout attractif, afin de répondre notamment au projet précité d'ordonnance ministérielle concernant « Γ autoconsommation collective partagée ».
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après d'exemples de réalisation de l'invention, et à l'examen des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma général d'un système pour la mise en œuvre de l'invention,
- la figure 2 illustre les étapes générales d'un procédé au sens de l'invention,
- la figure 3 illustre un premier dispositif au sens de l'invention et les paquets successifs mis en forme par un tel premier dispositif, en vue d'une transmission via le réseau de distribution électrique, à partir d'une entité productrice,
- la figure 4 illustre un deuxième dispositif au sens de l'invention et le traitement des paquets reçus par un tel deuxième dispositif, en vue d'un stockage de l'énergie reçue dans un moyen de stockage d'énergie, ici un onduleur, d'une entité consommatrice, et
- la figure 5 illustre des paquets successifs transmis via le réseau de distribution électrique, dans une forme de réalisation particulière.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 sur laquelle une entité productrice EPI produit une énergie électrique, ici par effet photovoltaïque PV selon une production d'énergie renouvelable. Le surplus de production de cette entité EPI (par rapport à une consommation locale) peut être stocké dans un moyen de stockage d'énergie, tel qu'une batterie ou un onduleur OND, en vue d'un transfert ultérieur de cette énergie en surplus vers une entité consommatrice EC1 (par exemple une recharge d'un véhicule électrique chez un tiers) et/ou EC2 (par exemple pour les besoins de consommation électrique d'un autre tiers). De même, une autre entité productrice EP2 de produire une énergie électrique, d'origine éolienne EL, et le surplus de production peut être stocké dans un moyen de stockage d'énergie tel qu'une batterie ou un onduleur OND de cette autre entité productrice EP2, en vue d'approvisionner éventuellement d'autres tiers consommateurs EC1. EC2.
Ainsi, on comprend, dans ces échanges et transferts d'énergie transitant via le réseau de distribution électrique RES, qu'il convient d'organiser ces échanges et de les structurer pour préserver le réseau de distribution électrique. Pour organiser ces échanges, on peut prévoir une plateforme de transaction PF, via laquelle les différentes entités consommatrices EC1, EC2, peuvent solliciter des quantités d'énergie données, avec par exemple un souhait quant à la nature de la production de ces quantités d'énergie (énergies renouvelables ou autres, par exemple ; ou encore : énergie issue d'une production locale voisine ou non, par exemple). Par exemple la plateforme PF peut être connectée par courants porteurs en ligne ou par un autre moyen (tel qu'une communication Internet via un réseau cellulaire ou le réseau commuté) à des dispositifs informatiques DIS auprès de chaque entité EPI, EP2, EC1, EC2, pour organiser chaque transaction et en particulier :
- recevoir une demande d'une entité consommatrice (via son dispositif informatique DIS) d'une quantité d'énergie souhaitée,
- solliciter une entité productrice (via son dispositif informatique DIS) pour déterminer un éventuel surplus de production qu'est prête à libérer cette entité productrice, et
- le cas échéant, émettre à destination de cette entité productrice l'ordre de libérer la quantité d'énergie sollicitée pour qu'elle soit transférée à l'entité consommatrice qui la demande.
Une fois que la quantité d'énergie est délivrée par l'entité productrice, elle est transférée via le réseau, à l'aide de routeurs ROU respectifs de l'entité productrice et de l'entité consommatrice qui définissent des entrées du réseau RES. Il peut s'agir typiquement de routeurs tels que décrits dans le document WO-2014/147437.
Ci-après, on décrit en particulier ici les dispositions mises en œuvre pour structurer les échanges d'énergie électrique via le réseau de distribution électrique, on prévoit une mise en œuvre particulière décrite maintenant ci-après. En référence maintenant la figure 2, à l'issue d'une première étape SI de transaction organisée par la plateforme PF entre une entité productrice EP et une entité consommatrice EC, l'entité productrice EP (ou plus précisément son dispositif informatique DIS) récupère à l'étape S2 des données liées à la transaction et correspondant typiquement à :
- un identifiant de l'entité productrice EP,
- un identifiant de l'entité consommatrice EC sollicitant la quantité d'énergie (qui peut être reçu de la plateforme PF par exemple),
- la quantité d'énergie demandée,
- le type de production d'énergie (renouvelable ou non), - et/ou autres.
Le dispositif informatique DIS de l'entité productrice EP élabore alors un code correspondant à ces données, en vue d'appliquer ce code sous la forme d'une modulation du flux temporel de puissance comme décrit ci-après.
En effet, à l'étape S3, l'entité productrice délivre la quantité d'énergie demandée sous la forme d'un flux temporel de puissance électrique (qui peut correspondre plus précisément à une succession de paquets PI , P2 comme on le verra plus loin en référence aux figures 3 à 5), avec, dans ce flux, une partie qui est modulée en amplitude en fonction du code correspondant aux données ci-avant. En référence à la figure 3 par exemple, le flux temporel du paquet PI comporte bien une première partie dans laquelle, ici la tension v (en courant continu DC) pend des valeurs successives « 0 » ou « 1 », ce qui permet de coder en binaire les données précitées. Ensuite, le paquet PI comporte une succession de valeurs de tension maximales (à « 1 ») qui correspondent à la quantité d'énergie demandée (ou à une partie seulement de l'énergie demandée si cette dernière est répartie sur plusieurs paquets successifs).
Ensuite, ce flux temporel, éventuellement sous forme de paquets, est transmis via le réseau RES par le routeur ROU de l'entité productrice. Il transite, de routeur en routeur, dans le réseau selon un mode point à point dans l'exemple décrit, et plus particulièrement chaque routeur qui ne reconnaît pas l'identifiant de l'entité à laquelle il est associé (flèche KO en sortie du test S4) ignore ce flux et le transmet à un routeur voisin (étape S5). En revanche, le routeur ROU de l'entité consommatrice qui est déclarée dans les données encodées en début du flux reconnaît dans ces données l'identifiant de l'entité consommatrice à laquelle il est directement connecté (flèche OK en sortie du test S4). Ce routeur ROU transfert alors ce flux temporel vers un moyen de stockage d'énergie tel que la batterie ou l'onduleur auquel il est connecté (comme illustré sur la figure 1), en vue d'un stockage d'énergie dans ce moyen de stockage à l'étape S7 et parallèlement le dispositif informatique DIS connecté à ce routeur ROU stocke en mémoire les données présentées dans ce flux à l'étape S6. A titre d'exemple de mise en œuvre, le dispositif informatique DIS de l'entité consommatrice peut vérifier (étape S8), à la fin de la réception de tout le flux ou de tous les paquets du flux que la quantité d'énergie reçue et stockée par exemple dans l'onduleur OND correspond bien à la quantité d'énergie annoncée dans les données codées dans le flux et, le cas échéant, envoyer à l'étape S9 un message à la plateforme, de conformité de la livraison d'énergie par rapport à la transaction précédemment initiée. Dans ce cas, le procédé peut se poursuivre par l'organisation par la plateforme d'une facturation de l'entité productrice à destination de l'entité consommatrice. Par exemple, si la quantité d'énergie livrée est inférieure à celle prévue dans la transaction, le dispositif informatique DIS de l'entité consommatrice peut être programmé pour transmettre à la plateforme PF la quantité d'énergie effectivement reçue de l'entité productrice, à des fins d'une facturation inférieure à celle prévue. On comprendra ainsi que le procédé ainsi mis en œuvre, essentiellement par des programmes informatiques installés auprès des dispositifs DIS, garantit une facturation respectant scrupuleusement les quantités d'énergie effectivement échangées entre tiers. À ce titre, un tel procédé peut définir une norme de communication d'énergie entre tiers, notamment dans le cadre de « Γ autoconsommation collective partagée ».
On décrit maintenant en référence aux figures 3 à 5 un exemple de forme de flux temporel correspondant à l'énergie électrique fournie à une entité consommatrice et incluant en particulier (comme une estampille) des données d'identification de cette énergie (quant à l'entité productrice, l'entité consommatrice, le type de production, etc.).
Dans l'exemple de la figure 3, les données qui peuvent être codées dans le flux sont :
- un identifiant d'entité productrice EP,
- un identifiant d'entité consommatrice EC (récupéré de la plateforme PF par exemple),
- un type de production d'énergie TE (renouvelable (codé à « 1 ») ou non (« 0 »), par exemple),
- un nombre de paquets consécutifs NP permettant de transmettre toute la quantité d'énergie demandée, et
- un numéro de paquet courant NUM, parmi ces paquets consécutifs (par exemple le cinquième paquet sur treize paquets en tout).
Toutes ces données sont codées dans une première partie PC du flux, appelée « partie complémentaire » ci-avant. Une partie suivante PP du flux, appelée « partie principale » ci- avant, possède des bits à « 1 » pour transmettre le plus d'énergie possible. Enfin, on peut prévoir aussi en fin de paquet quelques bits de vérification CRC (comme pour des vérifications de trames en communication ETHERNET ou autre).
Dans l'exemple représenté sur la figure 3, deux paquets successifs PI, P2 sont transmis. Sur la partie droite de la figure 3, les débuts des paquets sont identiques et déclarent les identifiants des entités et le nombre total de paquets. Par contre, l'indice de paquet (ou « numéro de paquet courant » précité) change entre PI et P2. Ensuite, on observe une succession de « 1 » participant à la livraison d'énergie. On observe en revanche en fin de paquet P2 une succession de « 0 » qui caractérise ainsi que toute la quantité d'énergie sollicitée a été fournie dans les « 1 » précédents et que seuls des « 0 » peuvent maintenant être utilisés pour finir le paquet P2.
En pratique, dans le mode de réalisation illustré où les énergies proviennent du photovoltaïque ou de l'éolien, le courant est continu (mode DC) et la tension est à basse tension, par exemple 48 volts ou plus, comme détaillé plus loin. Dans cet exemple de réalisation, plutôt que moduler la puissance délivrée dans le flux temporel, on peut moduler la tension (simplement à l'aide d'une fonction d'interrupteur) en appliquant les valeurs binaires « 0 » ou « 1 » correspondant à des niveaux respectifs de tension nulle, ou maximale à 48 V par exemple.
On prévoit à cet effet que le dispositif informatique DIS associé à l'entité productrice EP opère cette modulation pour coder en binaires ces données dans la tension v, pour délivrer une puissance correspondante, ainsi modulée et partant dans le réseau via le routeur ROU de l'entité productrice. A cet effet le dispositif informatique DIS comporte une interface de communication COM avec le routeur ROU, ainsi qu'un processeur pour appliquer le codage et une mémoire MEM stockant des instructions d'un programme informatique au sens de l'invention. Le processeur, en coopérant avec la mémoire MEM, exécute ces instructions afin d'appliquer le codage précité.
Par ailleurs, du dispositif DIS applique une durée de synchronisation Ts (propre au réseau) entre les paquets successifs PI , P2.
Plus particulièrement, une entité de contrôle du réseau peut définir une instanciation des paquets transmis par chaque entité productrice (comme un « scheduler » dans le domaine des télécommunications). Il peut s'agir par exemple de la plateforme PF qui définit, après chaque transaction, les instants de départ de chaque paquet d'énergie demandée via le réseau. Ainsi par exemple, la plateforme peut définir la durée de la synchronisation Ts entre deux paquets P1 ,P2 qu'envoie l'entité EP. Bien entendu, chaque dispositif DIS se réfère à une même horloge du réseau pour transmettre ses paquets. Alternativement, pour des branches basses tensions locales du réseau (en aval d'un poste transformateur HT/BT) auxquelles peu d'entités productrices sont connectées, il peut être programmé simplement des moments de transmission de paquets pour chaque entité productrice (par exemple à des heures assignées à chaque entité et fixes dans une journée).
On se réfère maintenant à la figure 4 pour décrire les opérations que mène un dispositif informatique DIS d'une entité consommatrice à la réception de la succession de ces paquets PI , P2. De la même manière, un tel dispositif informatique DIS comporte une interface de communication COM avec le réseau (via le routeur ROU de son entité). Cette interface de communication COM coopère avec un processeur PROC qui peut lire les instructions d'un programme informatique au sens de l'invention, stockées dans une mémoire MEM du dispositif. Ainsi, ce dispositif DIS peut mettre en œuvre l'étape S4 de lecture des données en en-tête des paquets, ignorer ces paquets et simplement les transmettre à un routeur suivant s'ils ne sont pas destinés à l'entité EC à laquelle il est associé (étape S5), ou sinon stocker les données en en-tête des paquets (étape S6) dans une mémoire qui peut être la même que la mémoire MEM précitée (ou encore une mémoire différente), puis commander le routeur pour qu'il bascule l'énergie reçue dans les paquets vers l'onduleur OND de l'entité consommatrice EC (étape S7).
On décrit plus précisément, maintenant en référence à la figure 5, la forme que peut avoir la modulation en en-tête des paquets pour le codage binaire des données. On peut observer des valeurs binaires successives à « 0 » ou à « 1 » (tension maximale). La durée TO pendant laquelle la valeur de tension est à « 0 » pour un bit est préférentiellement de l'ordre d'une à quelques millisecondes. Ainsi, ces durées TO sont donc aussi courtes que possible afin de réduire autant que possible les durées pendant lesquelles aucune énergie n'est transmise. En revanche, les durées Tl pendant lesquelles la tension est maximale peuvent être supérieures à l'ordre des millisecondes (et ainsi T1>T0) pour transmettre autant d'énergie que possible dans un paquet.
On décrit ci-après des détails et perspectives possibles de mise en œuvre de l'invention. A titre d'exemple, il est possible de s'appuyer sur une pluralité de routeurs ROU de flux énergétique (du type décrit dans WO2014147437), situés dans les locaux tertiaires et/ou d'habitations et/ou une borne de recharge de véhicule et/ou au sein d'un poste HTA/BT (pour « haute tension/basse tension), disposant chacun, à minima d'un ou plusieurs réseaux de distribution d'énergie en courant continu DC (d'un niveau de tension adapté en fonction des topologies et des usages). Ces routeurs de flux énergétique peuvent alors assumer le même rôle d'aiguillage qu'un routeur dans les réseaux de transmission de données en assurant et en traçant la transmission des paquets d'énergie d'un point A vers un point B.
Une telle architecture permet une mise en œuvre de la transmission d'énergie électrique par paquets, tels des trames successives de données.
Ces routeurs énergétiques ROU peuvent intégrer directement les dispositifs informatiques précités DIS, de sorte qu'ils ROU disposent d'une intelligence artificielle qui peut se caractériser par un système multi-agents (SMA). Un agent SMA est alors une entité au moins partiellement autonome comportant :
• l'intelligence artificielle pour les aspects de prise de décision de l'agent SMA,
• l'intelligence artificielle répartie pour la distribution des paquets et l'exécution de consignes dans les données des paquets,
• l'intelligence artificielle garantissant un traitement standard des paquets d'un agent SMA à l'autre,
• l'intelligence artificielle pour la connaissance des objets électriques, de leurs besoins énergétiques, de leurs cycles d'utilisation,
• l'intelligence artificielle pour la prévision en fonction du temps, de la météo et des aléas, qui réactualisent les nouvelles prévisions de besoins d'énergie, de potentiel de production, de niveau des dispositifs de stockage,
• l'intelligence artificielle pour la gestion des besoins et des ressources, qui en fonction des demandes des agents SMA environnant, peut communiquer avec la plateforme pour acheter ou vendre de l'énergie, de stocker ou non de l'énergie, de consommer ou non en direct l'énergie par les équipements électriques de l'entité à laquelle cet agent SMA est connecté.
La plateforme PF, elle-même, dispose d'une intelligence artificielle qui permet, sur sollicitation, de rechercher et prévoir, les quantités d'énergie à acheter ou à vendre sur une grille au meilleur prix en fonction des types d'énergies et des moments de la journée. La plateforme PF se présente donc comme un agent de transaction qui met en relation l'équipement électrique désireux de consommer et la source d'énergie, et comptabilise les échanges d'énergie pour un agent de facturation d'unités d'énergie appelées ci-après « WattCoins ». Un agent d'analyse des prévisions et du réalisé peut être prévu en connexion à la plateforme pour enrichir les prévisions et les connaissances auprès des agents SMA.
On peut prévoir ainsi des routeurs de flux énergétique disposés dans un éco-quartier comportant un poste de transformation électrique HTA/BT en DC, une plateforme de services locale pour gérer les échanges d'énergie pair à pair, des moyens de stockage d'énergie électrique (onduleurs ou autres) et des moyens de production (photovoltaïque, éolienne, ou autres). Chaque habitat de ce quartier peut (et devra à terme) disposer d'un outil de production d'énergie local et de stockage électrique. Ainsi, un routeur intelligent disposant d'un agent d'analyse et d'élaboration de paquets d'énergie DC, au sein des habitations, de bornes de recharge et d'un poste HTA/BT permet de transformer l'énergie électrique AC et/ou DC en paquets d'énergie DC, à transmettre vers un consommateur ou à réceptionner ces paquets en provenance d'un producteur afin de les transformer en énergie électrique AC et/ou DC. Un avantage de cette mise en œuvre est qu'elle permet de développer de nouveaux services tels que l'énergie à la demande, l'énergie verte, la provenance, etc. En effet, la transmission d'énergie peut s'effectuer en continu (AC et/ou DC), dans laquelle on applique une modulation en amplitude pour coder en binaire les données à transmettre. En courant continu DC, on peut générer un signal carré comme représenté sur les figures 3 à 5 (ou de tout autre forme bien entendu), mais à une fréquence d'échantillonnage élevée (période de l'ordre de la milliseconde) qui s'apparente à du hachage d'énergie, pour un niveau de tension quelconque (basse tension à 48 V ou à des voltages comme 400 ou 1500 V).
Ainsi ce hachage permet d'introduire des données dans les flux distribués. Afin de parvenir à des échanges d'énergie entre un ou des producteurs et un ou des consommateurs, il est introduit typiquement des notions d'adressage, de traçabilité, d'étiquetage, de tarification (monnaie réelle ou virtuelle, coupon etc.), avec aussi des aspects d'horloge synchronisée à l'échelle d'un quartier (à titre d'exemple, une synchronisation avec l'horloge atomique dans un poste de transformation). On peut prévoir une clé numérique de chiffrement pour élaborer un certificat numérique codé en en-tête des paquets prenant en compte, à titre d'exemple pour la France, un identifiant de point de livraison électrique de l'habitat, du tertiaire, de la borne de recharge du réseau de distribution. C'est la signature numérique du lieu de production ou de consommation. A titre d'exemple, il est automatiquement disponible dans les compteurs communicant de type LINKY® sous l'appellation PRM (« Point Réseau Mesure »), lorsqu'un seul compteur est nécessaire pour compter la consommation et la production d'une installation électrique, si cette dernière ne constitue que le surplus d'énergie vendu non autoconsommé.
A cet effet, un dispositif DIS assurant l'analyse et d'élaboration de paquets d'énergie DC est capable d'élaborer une trame d'alimentation, en fonction des négociations opérées pour une durée telle qu'une journée par la plateforme d'échange d'énergie dans le quartier (connectée ainsi à un agent intelligent jouant le rôle de « trader »). Le dispositif DIS peut coopérer avec un générateur de tension DC de grandeur v (qui à titre d'exemple peut être du 48, 400, 1500 V) en entrée, pour générer en sortie une trame de données classique type « Ethernet ou autre », mais particulièrement ici sous la forme d'une trame d'alimentation à destination d'un consommateur du quartier, disposant lui aussi d'un dispositif DIS de lecture.
Sur le réseau de distribution sont donc acheminés en permanence des paquets d'énergie de provenance et de destination multiples (qui s'apparente en ce sens à du courant continu). Chaque paquet d'énergie est séparé par une information de synchronisation de durée Ts. Chaque dispositif récepteur DIS, suite à la détection de cette synchronisation, lit l'entête du nouveau paquet qui transite, afin de déterminer s'il est ou non destinataire. S'il est destinataire, il peut piloter le stockage de l'énergie, et s'il ne l'est pas, il attend la synchronisation suivante. Comme présenté sur les figures 3 à 5, la trame transmise comporte deux parties distinctes, l'entête (octets d'identification) et le corps (le paquet d'énergie lui-même). L'ensemble de la trame constituée est convertie en énergie. Les « 1 » logiques d'une durée Tl, correspondent au niveau de tension transmis (à titre d'exemple peut être du 48, 400, 1500 V) et les « 0 » logiques d'une durée T0, correspondent au zéro de tension : T0 étant inférieur ou égal à Tl .
Il n'est pas prévu spécifique de relation entre les durées T0, Tl d'un côté et la période de synchronisation Ts de l'autre. Les durées peuvent équivalentes ou différentes, voire ne pas correspondre du tout si l'information de synchronisation était par exemple une fréquence ou un puise avec une forme caractéristique en tension, en fréquence et en durée.
A l'opposé, côté consommateur, l'agent d'analyse et d'élaboration de paquets d'énergie DC du dispositif DIS permet de déterminer si les paquets reçus proviennent bien du producteur avec lequel le consommateur a passé une offre d'achat via la plateforme, si les paquets d'énergie sont bien pour lui, combien de paquets il lui reste à recevoir, si l'énergie réceptionnée est d'origine renouvelable ou non, locale ou non (dite « verte » ou « rouge »). L'ensemble des trames d'énergie sont alors stockées dans un onduleur, une batterie, un ultra condensateur, un véhicule électrique, ou autre pour être convertie en énergie (et ce y compris les octets d'identification afin de compenser d'éventuelles pertes réseaux). Ensuite, il est possible de déstocker cette énergie pour les usages électriques concernés chez le consommateur.
D'ailleurs, il n'est pas forcément nécessaire d'attendre d'avoir entièrement réceptionné tous les paquets d'énergie pour commencer à utiliser cette énergie. Il peut être judicieux comme dans le cas d'un streaming d'un fichier de données, d'utiliser l'onduleur OND comme une mémoire tampon, mémoire d'autant plus judicieuse si elle fait appel à une technologie du type « ultra condensateur » car les cycles de charge et de décharge sont plus rapides et potentiellement plus nombreux.
Pour effectuer ces échanges pairs à pairs d'énergie, la plateforme collaborative PF de mise en relation client/producteur collecte au niveau d'un quartier ou d'une branche (ou artère) basse tension du réseau les besoins et mises à dispositions d'énergie, les tarifs en vigueur et éventuellement la monnaie virtuelle d'échange « Wattcoins ». En fonction des besoins d'énergie recensés, une demande d'énergie d'une entité consommatrice peut être adressée à la plateforme collaborative pour une quantité Q, pour et dans un temps donné T, avec le type d'énergie choisie. La plateforme sélectionne une liste de producteurs (dans le quartier ou à l'amont du poste HTA/BT) qui pour ce lapse de temps sont susceptibles de fournir cette quantité d'énergie, ainsi que les différents tarifs proposés. L'énergie peut provenir d'un seul ou de plusieurs producteurs en fonction de la quantité demandée, des différences de tarifications, du type d'énergie, et du nombre de « Wattcoins » que dispose le consommateur. Une fois que le dispositif demandeur a validé la transaction avec la plateforme, les modalités de quantité, de délai, et de coût, et de type d'énergie, la plateforme met en relation directement les dispositifs du producteur et du consommateur, et si nécessaire du poste HTA/BT pour l'aiguillage, en leur transmettant à chacun les identifiants d'adresses respectives.
Le dispositif du consommateur peut effectuer sa demande vers le ou les producteurs sélectionnés de sa demande de quantité Q d'énergie renouvelable ou non, en fonction des tarifs et du délai demandé. Le dispositif du ou des producteurs génèrent des paquets d'énergie qui seront réceptionnés par le dispositif du consommateur.
Une fois le nombre de paquets d'énergie réceptionnés, à titre d'exemple, une trame d'échange entre consommateur et producteurs et/ou entre consommateur, plateforme d'échange et producteurs, peut être prévue à titre de notification pour payer le nombre de « Wattcoins » prévus, par l'intermédiaire d'un agent de facturation connecté à la plateforme par exemple (ou sous la forme d'un module informatique stocké dans chaque dispositif DIS). La vente permet d'obtenir des Wattcoins qui à leur tour permettent d'acheter de l'énergie, ou du temps d'usage électrique, ou de recharge d'un véhicule électrique dans le quartier. Une telle réalisation permet les échanges tracés, pairs à pairs d'énergie, entre producteurs et consommateurs sur une même artère BT, dans une zone privative à la maille d'un quartier, d'un poste basse tension (BT) ou d'un départ BT, ou au sein d'un bâtiment, d'un habitat entre deux équipements, et garantit la provenance de la production du courant électrique (énergie verte ou non, local dans l'éco quartier, ou nationale, etc.).
Les routeurs de flux énergétique peuvent alors assumer le même rôle d'aiguillage qu'un routeur dans les réseaux de transmission de données en assurant et en traçant la transmission des paquets d'énergie d'un point A vers un point B, comme les communications dans un réseau de télécommunications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de livraison d'une quantité d'énergie électrique entre une entité productrice d'énergie et une entité consommatrice d'énergie, ladite quantité d'énergie étant livrée via un réseau de distribution d'électricité sous la forme d'au moins un flux temporel de puissance électrique, à un niveau constant au moins sur une partie principale du flux, Caractérisé en ce que le flux comporte en outre, pour une identification de la livraison via le réseau, une partie complémentaire incluant des données d'identification de la livraison, partie complémentaire dans laquelle la puissance électrique est modulée en amplitude, la partie complémentaire présentant ainsi des durées pendant lesquelles la puissance électrique est inférieure audit niveau constant de la partie principale du flux.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la quantité d'énergie étant livrée en courant continu, ladite partie complémentaire du flux comporte des durées pendant lesquelles une tension électrique du flux est nulle, la modulation étant appliquée à la tension pour coder les données d'identification de la livraison sur deux valeurs binaires correspondant à une tension nulle et une tension maximum, ladite tension maximum correspondant audit niveau constant de puissance de ladite partie principale du flux.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la livraison d'énergie est effectuée par transmission d'une pluralité de paquets successifs de flux temporels comportant chacun une partie principale de flux et une partie complémentaire incluant des données d'identification de la livraison, la partie complémentaire de flux de chaque paquet précédant la partie principale du flux.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les paquets sont espacés temporel lement par une durée choisie, de synchronisation du réseau de distribution.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données d'identification comportent au moins :
- un identifiant relatif à l'entité productrice,
- un identifiant relatif à l'entité consommatrice,
- une quantité d'énergie à livrer.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les données d'identification comportent en outre :
- un type d'énergie électrique produite au moins selon les filières de production d'énergie renouvelable, ou selon d'autres filières.
7. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, prises en combinaison avec l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les données d'identification comportent en outre dans chaque paquet courant :
- un nombre total de paquets pour livrer complètement ladite quantité d'énergie, et
- un numéro de paquet courant parmi le nombre total de paquets.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes mises en œuvre par un dispositif informatique relié à l'entité productrice :
- après une transaction avec l'entité consommatrice pour une quantité d'énergie à livrer, récupérer au moins un identifiant relatif à l'entité consommatrice,
- convertir au moins des données :
- d'identifiant relatif à l'entité consommatrice,
- de la quantité d'énergie à livrer, et
- d'identifiant relatif à l'entité productrice,
en une modulation binaire de la puissance à délivrer dans la partie complémentaire du flux, et
- déclencher la transmission du flux avec ladite partie complémentaire ainsi modulée, via le réseau de distribution.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un routeur d'énergie électrique est mis en œuvre pour transmettre le flux avec ladite partie complémentaire à destination de l'entité consommatrice.
10. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes mises en œuvre par l'entité consommatrice :
- sur réception de la partie complémentaire du flux, mettre en œuvre un dispositif informatique pour * lire les données d'identification dans la partie complémentaire du flux,
* comparer l'identifiant relatif à l'entité consommatrice donné dans la partie complémentaire à un identifiant stocké en mémoire de l'entité consommatrice,
* ignorer le flux reçu dans le cas d'une incohérence entre les identifiants respectifs de la partie complémentaire et de la mémoire de l'entité consommatrice, et en cas d'une cohérence entre lesdits identifiants respectifs de la partie complémentaire et de la mémoire de l'entité consommatrice :
- stocker les données d'identification reçues dans une mémoire, et
- accumuler dans un moyen de stockage d'énergie, en vue de sa consommation, l'énergie du flux reçu en totalité comprenant la partie complémentaire et la partie principale.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape ultérieure mise en œuvre par l'entité consommatrice :
- à la fin de la réception du flux issu de l'entité productrice, mettre en œuvre le dispositif informatique de l'entité consommatrice pour contrôler une conformité entre une quantité d'énergie accumulée dans le moyen de stockage d'énergie et la quantité d'énergie à livrer, indiquée dans les données de la partie complémentaire du flux.
12. Système pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une entité productrice d'énergie électrique et une entité consommatrice d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins :
- un premier dispositif informatique pour appliquer une modulation à la partie complémentaire du flux codant les données d'identification de livraison, et
- un deuxième dispositif informatique pour vérifier les données d'identification de livraison dans ladite partie complémentaire du flux et stocker lesdites données en mémoire.
13. Premier dispositif d'un système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est configuré pour appliquer une modulation à la partie complémentaire du flux codant les données d'identification de livraison.
14. Deuxième dispositif d'un système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est configuré pour vérifier les données d'identification de livraison dans ladite partie complémentaire du flux et stocker lesdites données en mémoire.
15. Programme informatique caractérisé en ce qu'il comporte des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 11, lorsque ce programme est exécuté par un processeur.
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