Dispositif de communication électrique intelligent pour la sécurisation des moyens de distribution d'électricité

Abstract

 La présente invention concerne un dispositif de commutation électrique (1) intelligent, destiné à la sécurisation des systèmes de distribution d'énergie électrique, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend, dans une seule unité physique :

• un commutateur électrique (10) traversé par un réseau de puissance électrique (7) ;
• un ensemble de moyens de mesure (13) comportant un ou plusieurs moyens de mesure ;
• un moyen de communication réseau (12), relié à un réseau de communication (8) ;
• un moyen de mémorisation (14) mémorisant toutes les mesures effectuées sur le dispositif de commutation électrique (1) et les informations provenant du réseau de communication ;
• un moyen de décision (11) analysant les informations mémorisées, et commandant le commutateur électrique (10) ;

le moyen de décision (11) étant relié au commutateur électrique (10), au moyen de mesure (13), au moyen de communication réseau (12) et au moyen de mémorisation (14).

Description

[0001] La présente invention concerne la réalisation d'un dispositif de commutation électrique basse tension et fort courant pour la sécurisation des moyens de distribution d'électricité et du réseau de gestion d'énergie électrique associé. Le dispositif dispose de ses propres capacités de décision et d'actions internes pour assurer la gestion optimale, automatisée de l'acquisition, du stockage et de la consommation d'énergie électrique tout en préservant la sécurité des matériels et des personnes.

[0002] Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs de commutation électrique, constitués pour la plupart d'un commutateur mécanique à commande manuelle ou automatique. La commande automatique peut être exécutée en fonction des mesures physiques concernant le dispositif, les dites mesures étant réalisées par des moyens de mesure externes au dispositif. Ces dispositifs ont l'inconvénient d'être peu autonome du fait qu'ils disposent de peu de capteurs et de détecteurs. Ces dispositifs ne communiquent pas avec d'autres éléments de puissance, tels qu'un chargeur, un régulateur, ces éléments pouvant appartenir au système de distribution d'énergie électrique. La communication entre les différents éléments du système permettrait une optimisation de la gestion de l'électricité et pourrait corriger une défaillance du système de gestion de l'électricité. Le besoin actuel en dispositifs de sécurité capables d'interrompre la distribution d'électricité en cas d'incident rend un tel dispositif indispensable sur de nombreux types de véhicules, notamment de transport de matières dangereuses.

[0003] La présente invention a pour but de pallier certains inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de commutation électrique intelligent pour la sécurisation des systèmes de distribution d'électricité et du réseau de gestion d'énergie électrique associé. Ce dispositif propose une solution d'architecture de commutateur totalement autonome pour des raisons de sûreté de fonctionnement, mais disposant également de moyens de communication lui permettant de fonctionner en association avec d'autres commutateurs du même type ou d'autres équipements intervenant dans la gestion électrique.

[0004] Ce but est atteint par un dispositif de commutation électrique intelligent, destiné à la sécurisation du système de distribution d'énergie électrique comprenant différents éléments de puissance, le dispositif de commutation électrique est caractérisé en ce qu'il comprend, dans une seule unité physique :

• un commutateur électrique traversé par un réseau de puissance électrique;
• un ensemble de moyens de mesure comportant un ou plusieurs moyens de mesure, chacun de type différent, réalisant des mesures physiques du dispositif de commutation électrique ;
• un moyen de communication réseau, relié à un réseau de communication, ledit réseau étant connecté à des éléments de puissance du système de distribution, ledit moyen de communication permettant d'envoyer des paramètres caractéristiques de l'état du dispositif de communication électrique vers le réseau de communication et permettant de recevoir des paramètres caractéristiques de l'état des différents éléments de puissance du système de distribution d'énergie électrique, connectés au réseau de communication ;
• un moyen de mémorisation permettant de mémoriser toutes les informations provenant des mesures effectuées par l'ensemble des moyens de mesure, et les informations reçues par le moyen de communication réseau sur les caractéristiques des différents éléments de puissance connectés au réseau de communication (8) ;
• un moyen de décision analysant simultanément et localement toutes les informations mémorisées dans le moyen de mémorisation et les mesures effectuées, le dispositif de décision commandant en fonction de son analyse l'ouverture ou la fermeture du commutateur électrique ;

[0005] le moyen de décision étant relié au commutateur électrique, au moyen de mesure, au moyen de communication réseau et au moyen de mémorisation.

[0006] Selon une autre particularité, le dispositif de commutation électrique fonctionne en mode autonome grâce à l'ensemble des moyens de mesure, du moyen de mémorisation et du moyen de décision, le moyen de décision prenant des décisions de manière locale en se basant sur les mesures mémorisées dans le moyen de mémorisation ainsi que les mesures effectuées en temps réel.

[0007] Selon une autre particularité, le commutateur électrique du dispositif de commutation électrique comprend un disque isolant pourvu d'une zone conductrice traversant le disque, ledit disque étant actionné en rotation par un axe, ledit axe étant mis en mouvement directement par un moteur pouvant être commandé par le moyen de décision ou par un bouton de commande situé sur le commutateur électrique, le contact électrique du commutateur électrique étant assuré par l'intermédiaire d'au moins deux électrodes reliées, l'une à la source de courant, l'autre à la charge et étant en contact avec la zone conductrice quand le commutateur électrique est en position fermée.

[0008] Selon une autre particularité, le moteur du commutateur électrique est un moteur supportant un forçage mécanique manuel.

[0009] Selon une autre particularité, le dispositif de commutation électrique peut fonctionner en mode manuel par action, par un utilisateur, du bouton de commande situé sur le commutateur électrique, qui par l'intermédiaire de l'axe du commutateur va provoquer la rotation du disque et établir ou couper le réseau de puissance.

[0010] Selon une autre particularité, le dispositif de commutation électrique peut fonctionner en mode réseau grâce au moyen de communication réseau et échanger des informations avec des éléments de puissances du système de distributions d'énergie électrique connectés au réseau de communication.

[0011] Selon une autre particularité, le moyen de communication réseau est filaire du type optoélectronique ou du type courant porteur ou le moyen de communication réseau est non filaire du type radio.

[0012] Selon une autre particularité, le dispositif de commutation d'énergie électrique peut être inséré dans un réseau de gestion d'énergie électrique, ledit réseau de gestion d'énergie électrique étant connecté à un ou plusieurs éléments de puissance, qui appartiennent à un système de distribution d'énergie électrique, le réseau de gestion d'énergie électrique comprenant un réseau de puissance véhiculant l'énergie électrique et un réseau de communication véhiculant des informations concernant la gestion de l'énergie électrique, les deux réseaux étant reliés aux éléments de puissance du système de distribution d'énergie, lesdits éléments de puissance étant amovibles, interchangeable et possédant chacun leur propre moyen de décision.

[0013] Selon une autre particularité, le réseau de gestion d'énergie électrique peut être connecté à un moyen de contrôle réalisant une interface avec un utilisateur, ladite interface permettant de paramétrer le réseau, de commander des fonctions du système de distribution d'énergie électrique, de surveiller l'état de tous les éléments connectés au réseau.

[0014] Selon une autre particularité, le réseau de gestion d'énergie électrique fonctionne en mode centralisé lorsque le réseau de communication est pleinement disponible, permettant à un utilisateur de forcer un certain nombre de commandes du système de distribution d'énergie électrique par l'intermédiaire du moyen de contrôle.

[0015] Selon une autre particularité, le réseau de gestion d'énergie électrique fonctionne en mode décentralisé, permettant à tous les éléments du système de distribution d'énergie électrique de communiquer entre eux, chaque élément étant totalement autonome.

[0016] Selon une autre particularité, le réseau de gestion d'énergie électrique fonctionne en mode défaut, le réseau de communication pouvant être indisponible, et les éléments du système de distribution d'énergie électrique prenant leur décision localement en se basant sur leurs propres mesures.

[0017] D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

• la figure 1 montre un schéma synoptique des éléments constituant le dispositif de commutation électrique, selon un mode de réalisation de la présente invention ;
• la figure 2 montre un schéma représentatif du commutateur du dispositif de commutation électrique, selon un mode de réalisation de la présente invention ;
• la figure 3 montre une vue de dessus du disque du commutateur électrique du dispositif de commutation électrique de la présente invention ;
• la figure 4 montre un schéma représentatif du réseau de distribution d'énergie sur lequel est connecté le dispositif de commutation électrique de la présente invention.

[0018] La figure 1 montre un schéma synoptique des éléments constituant le dispositif de commutation électrique (1), selon un mode de réalisation de la présente invention. Le dispositif de commutation électrique (1), également appelé coupe-batterie, comprend un commutateur électrique (10) à très forte intensité, un moyen de décision (11) recevant toutes les informations concernant l'état du système de distribution d'électricité et du dispositif de commutation électrique (1), un ensemble de moyens de mesure (13) permettant au moyen de décision (11) d'effectuer toutes les mesures physiques nécessaires et un moyen de communication (12) connecté à un réseau extérieur de communication (8) au dispositif de commutation électrique (1). Le commutateur électrique (10) est relié à un réseau de puissance électrique (7) et sert d'interrupteur, permettant d'ouvrir ou de fermer le réseau de puissance électrique (7). L'ouverture et la fermeture du commutateur (10) sont commandées de façon automatique par le moyen de décision (11). Le moyen de décision (11) se base sur les mesures physiques effectuées par l'ensemble des moyens de mesures (13), sur des paramètres internes mémorisés dans un moyen de mémorisation (14) et par des informations échangées avec d'autres dispositifs de puissances connectées au réseau de gestion d'énergie électrique. Le moyen de décision (11) est relié au moyen de communication (12) connecté directement à un réseau de communication (8). Le moyen de communication (12) permet au moyen de décision (11) d'obtenir des informations sur les différents dispositifs de puissances d'un système de distribution d'énergie électrique connectés au moyen de gestion d'énergie électrique.

[0019] Le dispositif de commutation électrique (1) de l'invention, ses moyens d'action et de décision sont associés au sein d'une seule et même entité physique, laquelle est capable de fonctionner de plusieurs façon. Le dispositif (1) peut fonctionner de façon autonome, grâce à ses moyens de mesure (13), de mémorisation (14) et de décision (11), le moyen de communication (12) pouvant être indisponible. Le dispositif (1) peut fonctionner en réseau, grâce à son moyen de communication (12), son moyen de mesure (13) pouvant être indisponible. Le dispositif (1) peut fonctionner en prenant ses décisions sur la base de ses mesures internes et des mesures provenant de son environnement proche (température, tension du réseau électrique, courant absorbé ou fourni par le réseau), toutes les mesures étant mémorisées dans le moyen de mémorisation (14). Le dispositif (1) peut fonctionner manuellement. Excepté le commutateur (10) proprement dit, tous ses organes peuvent être indisponibles sans affecter la possibilité de commande manuelle directe et locale, par exemple en cas d'urgence. Tous ces modes de fonctionnement sont expliqués un peu plus en détail dans la suite de la description.

[0020] Le commutateur est présenté en référence aux figures 2 et 3. La figure 2 montre un schéma représentatif du commutateur électrique (10) du dispositif de commutation électrique (1), selon un mode de réalisation de la présente invention. Le commutateur électrique (10) est constitué d'un disque isolant (103) pourvu d'au moins une zone conductrice (104) disposée dans un orifice du disque (103) représenté sur la figure 3. Cet orifice est situé proche du milieu radial du disque (103). Le disque (103) est actionné en rotation par un axe (102) traversant et étant fixé au disque (103) dans un orifice (107) situé au milieu du disque (103). Cet axe (102) peut être mis en mouvement directement et sans mécanisme réducteur par un moteur (101) et un bouton de commande (100) situé sur le commutateur électrique (10). Le commutateur (10) comprend deux électrodes (105) assurant ainsi le contact électrique et étant reliées à des sources de courants (106). Chaque électrode (105) comprend une lame souple (1051) fabriquée en matière conductrice et fixée de manière perpendiculaire à une barre conductrice (1050) reliée à une extrémité à une source de courant (106). Sur une extrémité de la lame souple (1051), proche du disque (103), est fixée une pointe conductrice (1052) pouvant être mise en contact avec la zone conductrice (104) du disque (103). Les électrodes sont disposées de chaque côté du disque de manière à ce qu'il y ait conductivité entre les pointes (1052) des électrodes et la zone conductrice (104) quand une commande de fermeture du circuit de puissance électrique est demandée. Supposons initialement que le commutateur (10) soit en position ouverte. La zone conductrice (104) n'est pas en contact avec les pointes des électrodes (1052). Lors d'une commande de fermeture, le disque (103) va être mis en rotation par l'axe (102), ledit axe (102) étant commandé par le moteur (101). La rotation se termine dès que la zone conductrice (104) du disque (103) est en contact avec les pointes (1052) des électrodes (105). Pour définir cette position, au moins un moyen de mesure (134) est positionné sur la carte électronique du commutateur (10), permettant de détecter la position de la zone conductrice (104) du disque (103). Ce capteur (134) de fin de course permet également de détecter l'action manuelle lorsqu'un utilisateur actionne le bouton de commutation (100) situé sur le commutateur (10). Cette action manuelle va commander la rotation du moteur (101). Les fonctions de détection d'action manuelle et de détection de fin de course du disque (103) sont assurées par un capteur électrique ou optique (134). Le moteur (101), ou tout autre dispositif équivalent, est caractérisé par sa capacité à supporter un forçage manuel de son axe (102) de sortie par rotation du bouton de commande, ou à être actionné électriquement par l'électronique de commande. Un moteur de type « pas à pas » convient particulièrement bien à cet usage.

[0021] Cette disposition ou tout autre agencement équivalent, du dispositif (1) permet de constituer un commutateur électrique (10) sûr, résistant, et flexible. Le commutateur (10) est fiable : la manoeuvre du commutateur n'implique aucun déplacement de masse, basculement de levier ou autre. Le commutateur est ainsi insensible aux chocs et vibrations. Le commutateur (10) est résistant : aucune usure n'est à craindre, sauf en ce qui concerne les contacts frottants (104 -1052), lesquels peuvent être réalisés dans un matériau approprié conciliant faible résistance électrique et bonne résistance à l'usure. Le commutateur (10) est flexible : le disque rotatif (103) peut être muni d'un nombre variable de contacts (104), permettant ainsi la réalisation d'un commutateur (10) à plusieurs voies sans remise en cause des principes techniques de base.

[0022] L'ensemble des moyens de mesure (13) du dispositif de commutation électrique (1) est monté directement sur la carte électronique qui supporte également les divers composants assurant les fonctions de décision et de communication. L'ensemble des moyens de mesure (13) comprend un capteur de courant magnétique (130), un capteur de température (135), un capteur de tension (136), un capteur de chocs (131), un capteur d'attitude (132), un capteur d'humidité (133). Cet ensemble de moyens est non limitatif et peut être complété de capteurs appropriés à l'utilisation du dispositif.

[0023] Cette disposition, ou tout autre agencement équivalent, permet de constituer un coupe-batterie très bon marché. Il n'exige que des pièces peu nombreuses, aux formes simples, sans très grande précision d'ajustement et sans câblage final. Cette disposition assure, par la réduction des câbles et de la connectique, une très grande sûreté de fonctionnement pour un coût très bas.

[0024] Le dispositif (1) peut fonctionner en mode manuel dans différentes situations : une panne totale de l'électronique ou du moteur (103) du dispositif (1) peut avoir lieu ; le moyen de communication (12) peut être indisponible soit en raison d'une panne électronique limitée du dispositif, soit en raison d'une coupure matérielle du réseau (8), soit aussi parce qu'il n'existe pas d'autre moyen de mise en circuit. Le dispositif (1) ne peut pas prendre de décision locale du fait du manque d'information ou d' « expérience » du système. Lors du fonctionnement manuel, un utilisateur agit sur le bouton de commande (100) qui, par l'intermédiaire de l'axe (102) va provoquer la rotation du disque (103) et établir ou couper le circuit (7). La technologie du moteur (101) permet à celui-ci d'être manoeuvré indifféremment sous ou hors tension sans dégradation. Le détecteur (134) permet à l'électronique, si elle est en état de le faire, de détecter ladite action et d'opérer en conséquence, par exemple en communiquant vers l'extérieur par réseau, ce nouvel état ou en prenant en compte cette commande afin d'éviter d'engager une action automatique contraire à l'action manuelle. Le détecteur (134) permet en outre de détecter des manoeuvres incomplètes, dues à des vibrations, chocs ou difficultés d'accès à un opérateur, et de permettre à l'électronique de les achever assurant ainsi un positionnement correct des contacts (1052) du commutateur (10). Le fonctionnement manuel n'est pas incompatible avec les autres modes de fonctionnement, mais en cas de conflit, c'est la commande manuelle qui est prioritaire et provoque la désactivation des automatismes. Le retour au mode automatique s'effectue à la mise sous tension suivante.

[0025] Le dispositif peut fonctionner en mode autonome. Le coupe-batterie dispose de sa propre capacité de décision. Cela permet, en outre, l'ajout ou la suppression d'éléments de puissances en fonctionnement connecté au réseau de gestion d'énergie électrique. Ainsi aucune reconfiguration de réseau n'est nécessaire puisque tous les éléments ne font que lire les informations véhiculées sur le réseau. Le mode autonome du dispositif permet également d'assurer un fonctionnement continu même en cas de disparition du réseau de communication (8). Les différents éléments de puissance du système de distribution d'énergie électrique, connectés normalement au réseau de communication (8) ne reçoivent plus d'informations. Ils continuent à assurer leur service sur la base des dernières informations reçues, des mesures effectuées localement. Dans ce cas leur capacité d'apprentissage leur permet d'estimer certains paramètres.

[0026] Le dispositif (1) peut fonctionner en réseau grâce au moyen de communication réseau (12) connecté au réseau de communication (8), et permettant d'obtenir ou d'envoyer des informations concernant les différents éléments de puissance d'un système de distribution d'énergie électrique. Par ses capacités de décision, de communication et d'action, le dispositif de commutation électrique (1) peut être intégré dans un réseau complexe de gestion d'énergie électrique. L'objectif de l'invention est de proposer une solution d'architecture de réseau à intelligence distribuée, aussi bien matérielle que fonctionnelle, permettant d'automatiser, d'optimiser et de sécuriser la fourniture d'énergie électrique quelles que soient les conditions de communication. La figure 3 représente un réseau de gestion d'électricité. Celui-ci comprend deux réseaux: un réseau de puissance (7) véhiculant l'énergie électrique et un réseau de communication (8) permettant aux différents éléments de puissances participant à la gestion de communiquer entre eux. Ce réseau d'énergie peut comprendre une ou plusieurs sources primaires (3) associées à leur chargeur (4), une ou plusieurs batteries (2) associées à leur coupe-batterie (1), un ou plusieurs régulateurs (6) commandés par des utilisations spécifiques (5), un ou plusieurs moyen de contrôle utilisateur (9) telle qu'un ordinateur. Le contrôleur est la principale interface avec l'utilisateur. Il permet de paramétrer tout le réseau, par exemple le courant de disjonction, la capacité des batteries. Il permet de commander toutes les fonctions telles que la marche/arrêt général et toutes les commandes manuelles souhaitées. Il peut être éteint ou supprimé sans affecter l'état et la configuration du réseau électrique. Toute action sera alors manuelle, directement au niveau des coupes-batteries. Dans le cas où la fiabilité n'est pas primordiale, il peut être remplacé par un simple logiciel sur un ordinateur.

[0027] La gestion optimale de ce réseau nécessite que les chargeurs (4), coupe-batterie (1) régulateurs (6) et le moyen de contrôle utilisateur (9) puissent communiquer entre eux, c'est le rôle du réseau de communication (8). L'originalité du dispositif (1) est caractérisée par le fait que le réseau de communication (8) relie les différents éléments de puissance de la même manière que le réseau de puissance (7) et qu'il n'y a pas d'élément de contrôle central. Le comportement global est toujours le résultat des actions locales assurées individuellement par chaque élément. Tout élément connecté à ce réseau n'émet jamais d'ordre vers un autre élément. Il se borne à émettre régulièrement les informations relatives à son état ainsi que les divers paramètres qui caractérisent son état comme le courant circulant, la tension présente, l'estimation de charge disponible. Tout élément connecté à ce réseau surveille toutes les données présentes sur le réseau pour en déduire la meilleure action à réaliser localement. Pour répondre de manière satisfaisante à l'exigence de sûreté de fonctionnement d'un réseau de gestion d'énergie électrique, il est donc nécessaire que chaque élément (source (3)/ chargeur (4)/ régulateur (6)) soit capable de prendre des décisions locales uniquement sur la base d'un certain apprentissage qu'il a pu réaliser précédemment et également sur la base des mesures qu'il peut effectuer localement ou que peuvent effectuer ses voisins immédiats. Chaque élément dispose de sa propre capacité de décision, ce qui permet l'ajout et la suppression d'éléments en fonctionnement dans le réseau, aucune reconfiguration n'étant nécessaire puisque tous les éléments ne font que lire les informations du réseau. L'autonomie des éléments de puissance permet également d'assurer un fonctionnement continu même en cas de disparition du réseau de communication (8). Dans ce cas leur capacité d'apprentissage leur permet d'estimer certains paramètres, leur capacité de décision leur permet d'en déduire des actions quasi-optimales.

[0028] Le dispositif de commutation électrique (1), selon la présente invention répond pleinement aux besoins du système de distribution d'électricité. Il dispose du moyen de communication (12) et de télécommande lui permettant de fonctionner collectivement tant avec les autres classes d'éléments de puissances (chargeurs (4) et régulateurs (6)) qu'avec ses homologues (autres coupe-batteries (1)). Du fait de sa position stratégique dans le réseau électrique le dispositif de commutation (1) est capable de surveiller les principaux flux d'énergie et peut effectuer la plupart des mesures physiques nécessaires aux autres éléments voisins du système de distribution d'énergie. Ces autres éléments (chargeur (4), régulateur (6)) peuvent alors disposer d'une technologie simplifiée ne comprenant pas de capteurs complexes. Le moyen de décision et le moyen d'apprentissage du dispositif de commutation électrique lui permettent d'enregistrer la plupart des situations caractéristiques Le moyen de décision intégré dans chaque élément du dispositif, tel qu'un microcontrôleur, peut être identique pour tous les éléments, ce qui en simplifie la conception et permet de réduire les coûts de développement et d'adaptation. L'invention permet au dispositif (1) de toujours assurer un service minimum quel que soit l'état de dégradation du moyen de communication ou des divers organes constitutifs.

[0029] Le réseau de distribution d'énergie peut fonctionner suivant plusieurs modes. Un premier mode est le mode centralisé. C'est le mode traditionnel, utilisé lorsque le moyen de communication est pleinement disponible et qu'un utilisateur souhaite forcer un certain nombre de commandes telles que mise en marche, arrêt ou programmation de paramètres divers comme des seuils de disjonction. Un autre mode est le mode décentralisé. Tous les éléments peuvent encore communiquer entre eux mais l'ensemble du dispositif est totalement autonome. C'est le mode de fonctionnement ordinaire où le système doit s'autogérer. Un dernier mode est le mode de défaut. Les divers éléments ne parviennent plus à communiquer par le réseau informatique soit en raison de brouillages, de déconnexion accidentelle ou même d'éloignement. Les éléments du dispositif vont prendre leurs décisions localement uniquement sur la base des mesures qu'ils peuvent effectuer. Bien que des actions soient entreprises de façon individuelle, on observera que le comportement collectif du dispositif reste très proche de l'optimal.

[0030] Le système de distribution d'énergie a une capacité de réaction en chaîne qui permet à un élément de prendre une décision locale, d'exécuter l'action correspondante, d'informer les autres, donc de modifier la situation générale qui pourra être à l'origine d'une nouvelle décision de la part d'un autre organe. Cette capacité de réaction permet au système de gérer des situations très complexes sans pour autant exiger la mise en oeuvre d'algorithmes locaux complexes. L'application de ce concept très général au problème de la gestion d'énergie électrique constitue le corps de la présente invention. Toutes les configurations sont possibles, depuis la configuration la plus simple constituée d'une seule batterie (2) avec son disjoncteur (1) jusqu'à des configurations comprenant plusieurs sources (3), plusieurs unités de stockage (2) et plusieurs charges (4). Le réseau de gestion d'énergie électrique ainsi que les algorithmes de gestion restent identiques. L'application des principes établis précédemment permet à ce dispositif de garantir la fourniture d'électricité avec un niveau de fiabilité inaccessible aux systèmes actuels.

[0031] Le système de distribution d'énergie électrique proposé est destiné plus particulièrement aux installations isolées où la disponibilité d'énergie ne peut pas être garantie de façon prévisible, où la consommation est également variable et difficilement contrôlable, et enfin où un opérateur expérimenté ne peut pas toujours être présent : navires, camions, stations autonomes de surveillance. Le système est également applicable à tous les systèmes d'acquisition, stockage, distribution, consommation d'énergie électrique autonome pour lesquels la sûreté, la sécurité, et la simplicité d'utilisation sont primordiaux.

[0032] Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la gestion électrique des mobiles et des stations électriques isolées et permet, au prix d'un surcoût très modeste, de gérer au mieux l'électricité disponible à bord sans recourir inutilement à des moyens de recharge non-disponibles. Le dispositif permet, en outre, d'assurer une grande sécurité du fait d'une surveillance permanente et automatique des moyens disponibles. Le dispositif permet, également, de garantir une grande sûreté de fonctionnement du fait de l'absence d'organe de contrôle central et de la capacité à fonctionner malgré la perte de certains éléments ou même du réseau de communication.

[0033] Le dispositif, selon l'invention, est également destiné à la gestion d'énergie, notamment pour les bateaux ou les stations isolées où, en plus de la sécurité, la gestion optimale de l'énergie électrique est essentielle.

[0034] Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Revendications

1. Dispositif de commutation électrique (1) intelligent destiné à la sécurisation des systèmes de distribution d'énergie électrique comprenant différents éléments de puissance, le dispositif de commutation électrique (1) est caractérisé en ce qu'il comprend, dans une seule unité physique :

- un commutateur électrique (10) traversé par un réseau de puissance électrique (7) ;

- un ensemble de moyens de mesure (13) comportant un ou plusieurs moyens de mesure, chacun de type différent, réalisant des mesures physiques du dispositif de commutation électrique (1) ;

- un moyen de communication réseau (12), relié à un réseau de communication (8), ledit réseau étant connecté à des éléments de puissance du système de distribution, ledit moyen de communication (12) permettant d'envoyer des paramètres caractéristiques de l'état du dispositif de communication électrique (1) vers le réseau de communication (8) et permettant de recevoir des paramètres caractéristiques de l'état des différents éléments de puissance du système de distribution d'énergie électrique, connectés au réseau de communication (8) ;

- un moyen de mémorisation (14) permettant de mémoriser toutes les informations provenant des mesures effectuées par l'ensemble des moyens de mesure (13), et les informations reçues par le moyen de communication réseau (12) sur les caractéristiques des différents éléments de puissance connectés au réseau de communication (8) ;

- un moyen de décision (11) analysant simultanément et localement toutes les informations mémorisées dans le moyen de mémorisation (13) et les mesures effectuées, le dispositif de décision commandant en fonction de son analyse l'ouverture ou la fermeture du commutateur électrique (10) ;

le moyen de décision (11) étant relié au commutateur électrique (10), au moyen de mesure (13), au moyen de communication réseau (12) et au moyen de mémorisation (14).

2. Dispositif de commutation électrique (1), selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il fonctionne en mode autonome grâce à l'ensemble des moyens de mesure (13), du moyen de mémorisation (14) et du moyen de décision (11), le moyen de décision prenant des décisions de manière locale en se basant sur les mesures mémorisées dans le moyen de mémorisation (14) ainsi que les mesures effectuées en temps réel.

3. Dispositif de commutation électrique (1), selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le commutateur électrique (10) du dispositif de commutation électrique (1) comprend un disque isolant (103) pourvu d'une zone conductrice (104) traversant le disque (103), ledit disque (103) étant actionné en rotation par un axe (102), ledit axe (102) étant mis en mouvement directement par un moteur (101) pouvant être commandé par le moyen de décision (11) ou par un bouton de commande (100) situé sur le commutateur électrique (10), le contact électrique du commutateur électrique (10) étant assuré par l'intermédiaire d'au moins deux électrodes (105) reliées, l'une à la source de courant (106), l'autre à la charge et étant en contact avec la zone conductrice (104) quand le commutateur électrique (10) est en position fermée.

4. Dispositif de commutation électrique (1), selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur (101) du commutateur électrique (10) supporte un forçage mécanique manuel.

5. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il peut toujours fonctionner en mode manuel par action, par un utilisateur, du bouton de commande (100) situé sur le commutateur électrique (10), qui par l'intermédiaire de l'axe (102) du commutateur va provoquer la rotation du disque (103) et établir ou couper le réseau de puissance (7).

6. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il peut fonctionner en mode réseau grâce au moyen de communication réseau (12) et échanger des informations avec des éléments de puissance du système de distribution d'énergie électrique connectés au réseau de communication (8).

7. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de communication réseau (12) est filaire du type optoélectronique ou du type courant porteur ou que le moyen de communication réseau (12) est non filaire du type radio.

8. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il peut être inséré dans un réseau de gestion d'énergie électrique, ledit réseau de gestion d'énergie électrique étant connecté à un ou plusieurs éléments de puissance, qui appartiennent à un système de distribution d'énergie électrique, le réseau de gestion d'énergie électrique comprenant un réseau de puissance (7) véhiculant l'énergie électrique et un réseau de communication (8) véhiculant des informations concernant la gestion de l'énergie électrique, les deux réseaux étant reliés aux éléments de puissance du système de distribution d'énergie, lesdits éléments de puissance étant amovibles, interchangeable et possédant chacun leur propre moyen de décision.

9. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le réseau de gestion d'énergie électrique peut être connecté à un moyen de contrôle (9) réalisant une interface avec un utilisateur, ladite interface permettant de paramétrer le réseau, de commander des fonctions du système de distribution d'énergie électrique, de surveiller l'état de tous les éléments connectés au réseau.

10. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réseau de gestion d'énergie électrique fonctionne en mode centralisé lorsque le réseau de communication est pleinement disponible, permettant à un utilisateur de forcer un certain nombre de commandes du système de distribution d'énergie électrique par l'intermédiaire du moyen de contrôle.

11. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réseau de gestion d'énergie électrique fonctionne en mode décentralisé, permettant à tous les éléments du système de distribution d'énergie électrique de communiquer entre eux, chaque élément étant totalement autonome.

12. Dispositif de commutation électrique (1), selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réseau de gestion d'énergie électrique fonctionne en mode défaut, le réseau de communication pouvant être indisponible, et les éléments du système de distribution d'énergie électrique prenant leur décision localement en se basant sur leurs propres mesures.

Dessins