RU2625729C1

RU2625729C1 - Device for energy usage control and monitoring

Info

Publication number: RU2625729C1
Application number: RU2016127851A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Климаш; Михаил Александрович Соколовский
Original assignee: Владимир Степанович Климаш; Михаил Александрович Соколовский
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2017-07-18

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: energy usage control and monitoring system contains a power network with network power sensor, a load with load power sensor and a energy usage control and monitoring device that contains input and output interfaces. The information output of the load power sensor is connected to the input of the input interface. The device for energy usage control and monitoring contains: an information interface, a device control unit, an information input and display unit, a real-time clock unit with a calendar, a reserve estimation unit, a time interval calculator and a signal selector. The output of the information interface is connected to the first input of the device control unit, the output of the input interface is connected to the second inputs of the device control unit and the reserve estimation unit, an information line is connected to the output of the device control unit, the information input and display unit are also connected to it, a input of real-time clock unit with a calendar, the first inputs of the reserve estimation unit, the time interval calculator and the signal selector, in addition the second input of the time interval calculator and the third input of the reserve estimation unit is connected to the output of the real-time clock unit with the calendar, in turn the output of the reserve estimation unit is connected to the second input of the signal selector, and the output of the time interval calculator is connected to the third input of the signal selector, the output of which is connected to the input of the output interface, in addition, control input of the load is connected to the output of the output interface.

EFFECT: equalization of the load schedule and reduction of consumed electric energy of the industrial enterprise during peak hours of the power system, regulation of the electric load schedule without stopping of continuous technological processes.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам управления энергетическими и технологическими электроустановками, и может быть использовано для управления графиком нагрузки промышленного предприятия без остановки непрерывных технологических процессов, а также для снижения потребляемой электроэнергии в часы пиковых нагрузок энергосистемы.The invention relates to electrical engineering, in particular to control systems for power and technological electrical installations, and can be used to control the load schedule of an industrial enterprise without stopping continuous technological processes, as well as to reduce power consumption during peak hours of a power system.

Известна система управления и контроля энергопотребления, которое осуществляет управление энергопотреблением электротехнического комплекса промышленного предприятия, путем отключения электрических нагрузок в соответствии с измеренными величинами текущего энергопотребления электроприемников и предустановленными значениями временных задержек [Авторское свидетельство 1317563 СССР, МКИ H02J 13/00. Устройство для автоматического регулирования электрической нагрузки / В.Ф. Антоневич, Е.П. Забелло, С.С. Телицин; заявитель и патентообладатель Белорусский филиал государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М. Кржижановского. - 4014637/24-07; заявл. 20.01.1981; опубл. 15.06.1987, Бюл. №22]. Недостатком этого аналога является отключение потребителей электрической энергии при превышении определенного уровня энергопотребления. Такое отключение приводит к остановке непрерывных технологических процессов и массовому недовыпуску продукции предприятием.A well-known energy management and control system that manages the energy consumption of the electrical complex of an industrial enterprise by disconnecting electrical loads in accordance with the measured values of the current energy consumption of power receivers and predefined values of time delays [Copyright certificate 1317563 USSR, MKI H02J 13/00. Device for automatic regulation of electric load / V.F. Antonevich, E.P. Zabello, S.S. Telicin; applicant and patent holder Belorussian branch of the State Scientific Research Power Engineering Institute named after G.M. Krzhizhanovsky. - 4014637 / 24-07; declared 01/20/1981; publ. 06/15/1987, Bull. No. 22]. The disadvantage of this analogue is the disconnection of consumers of electrical energy in excess of a certain level of energy consumption. Such a shutdown leads to a halt of continuous technological processes and a massive shortage of products by the enterprise.

Известна также система управления и контроля энергопотребления, которая управляет графиком электрической нагрузки путем отключения как основных, так и вспомогательных потребителей электрической энергии. [Патент 2030057 Российская федерация, МПК H02J 13/00. Устройство для автоматического управления электрической нагрузкой / Г.Г. Пивняк, В.Т. Заика, А.И. Лазорин, В.В. Слесарев, Ю.А. Чен; заявитель и патентообладатель Днепропетровский горный институт.- №5014978/07; заявл. 09.08.1991; опубл. 27.02.1995]. Эта система взята за прототип. Прототип осуществляет управление электротехническим комплексом в часы пиковых нагрузок с учетом характеристик потребителей, что повышает точность процесса регулирования и снижает ущерб от ограничения электропотребления. Однако прототип не решает проблему ограничения потребления энергии без остановки непрерывных технологических процессов промышленного предприятия. Этот недостаток ограничивает область применения прототипа на предприятиях, использующих для производства продукции непрерывные технологические процессы.Also known is a power management and control system that manages the electrical load schedule by turning off both the main and auxiliary consumers of electric energy. [Patent 2030057 Russian Federation, IPC H02J 13/00. Device for automatic control of electric load / G.G. Pivnyak, V.T. Zaika, A.I. Lazorin, V.V. Slesarev, Yu.A. Chen applicant and patent holder Dnepropetrovsk Mining Institute. - No. 5014978/07; declared 08/09/1991; publ. 02/27/1995]. This system is taken as a prototype. The prototype manages the electrical complex during peak hours, taking into account the characteristics of consumers, which increases the accuracy of the regulatory process and reduces the damage from limiting power consumption. However, the prototype does not solve the problem of limiting energy consumption without stopping the continuous technological processes of an industrial enterprise. This drawback limits the scope of the prototype in enterprises using continuous processes for the production of products.

Задачей изобретения является создание системы для управления и контроля энергопотребления электроустановок, без остановки непрерывных технологических процессов.The objective of the invention is the creation of a system for controlling and monitoring the energy consumption of electrical installations, without stopping continuous technological processes.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в выравнивании графика нагрузки и снижении потребляемой электрической энергии промышленного предприятия в пиковые часы энергосистемы, а также в регулировании графика электрической нагрузки без остановки непрерывных технологических процессов.The technical result from the solution of the task is to equalize the load schedule and reduce the consumed electric energy of the industrial enterprise at peak hours of the power system, as well as to regulate the schedule of electric load without stopping continuous technological processes.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство управления и контроля энергопотребления содержит: информационный интерфейс, блок управления устройством, блок ввода и отображения информации, блок часов реального времени с календарем, блок оценки резервов, блок расчета интервалов времени и селектор сигналов, при этом выход информационного интерфейса подключен к первому входу блока управления устройством, выход входного интерфейса присоединен к вторым входам блока управления устройством и блока оценки резервов, к выходу блока управления устройством подключена информационная линия, к которой также подключены блок ввода и отображения информации, вход блока часов реального времени с календарем, первые входы блока оценки резервов, блока расчета интервалов времени и селектора сигналов, кроме этого к выходу блока часов реального времени с календарем подключен второй вход блока расчета интервалов времени и третий вход блока оценки резервов, в свою очередь выход блока оценки резервов подключен к второму входу селектора сигналов, а выход блока расчета интервалов времени подключен к третьему входу селектора сигналов, выход которого подключен к входу выходного интерфейса, кроме этого управляющий вход нагрузки подключен к выходу выходного интерфейса.The solution to this problem is achieved by the fact that the energy management and control device comprises: an information interface, a device control unit, an information input and display unit, a real-time clock unit with a calendar, a reserve estimation unit, a time interval calculation unit and a signal selector, while the information output the interface is connected to the first input of the device control unit, the output of the input interface is connected to the second inputs of the device control unit and the reserve assessment unit, to the output of An information line is connected to the device control, to which is also connected an information input and display unit, an input of a real-time clock block with a calendar, the first inputs of a reserve estimation block, a time interval calculation block and a signal selector, in addition to that, a real-time clock block with a calendar is connected the second input of the unit for calculating time intervals and the third input of the unit for estimating reserves, in turn, the output of the unit for evaluating reserves is connected to the second input of the signal selector, and the output of the unit for calculating intervals time is connected to the third input of the signal selector, the output of which is connected to the input of the output interface, in addition, the control input of the load is connected to the output of the output interface.

Улучшение полученного технического результата от решения поставленной задачи достигается тем, что введен датчик объема технологического задела и распределительное устройство, подключенное между датчиком мощности сети и датчиком мощности нагрузки, при этом датчик объема технологического задела подключен к входу входного интерфейса и информационному выходу датчика мощности нагрузки.The improvement of the technical result obtained from the solution of the problem is achieved by the fact that a volume sensor of the technological reserve and a switchgear connected between the network power sensor and the load power sensor are introduced, while the volume sensor of the technological reserve is connected to the input interface input and the information output of the load power sensor.

Улучшение полученного технического результата от решения поставленной задачи достигается тем, что ко второму выходу распределительного устройства подключен источник электрической энергии с датчиком мощности источника, а также введено дополнительное устройство управления и контроля энергопотребления, при этом выход выходного интерфейса дополнительного устройства управления и контроля энергопотребления, подключен к управляющему входу источника электрической энергии, а информационный выход датчика мощности источника подключен к входу входного интерфейса дополнительного устройства управления и контроля энергопотребления.The improvement of the technical result obtained from the solution of the problem is achieved by the fact that an electric power source with a power sensor of the source is connected to the second output of the switchgear, and an additional device for controlling and monitoring energy consumption is introduced, while the output interface of the additional device for controlling and monitoring energy consumption is connected to the control input of the electric energy source, and the information output of the source power sensor is connected to go input interface of an additional control device and energy management.

Улучшение полученного технического результата от решения поставленной задачи достигается тем, что введена электронно-вычислительная машина, подключенная к информационному выходу датчика мощности сети и входам информационных интерфейсов устройств управления и контроля энергопотребления.The improvement of the technical result obtained from the solution of the problem is achieved by the fact that the introduction of an electronic computer connected to the information output of the network power sensor and the inputs of the information interfaces of the control devices and energy consumption control.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми к нему чертежами, где на фиг. 1 изображена система управления и контроля энергопотребления. На фиг. 2 изображена функциональная схема, поясняющая работу устройства управления и контроля энергопотребления.The invention is illustrated by the following description and the accompanying drawings, where in FIG. 1 shows a power management and control system. In FIG. 2 is a functional diagram illustrating the operation of the control and energy monitoring device.

Система управления и контроля энергопотребления (фиг. 1) и функциональная схема (фиг. 2) содержат следующие элементы: 1 - питающая сеть; 2 - датчик мощности сети; 3 - распределительное устройство; 4 - датчик мощности нагрузки; 5 - нагрузка; 6 - электронно-вычислительная машина; 7 - устройство управления и контроля энергопотребления; 8 - датчик объема технологического задела; 9 - датчик мощности источника; 10 - источник электрической энергии; 11 - дополнительное устройство управления и контроля энергопотребления; 12 - информационный интерфейс; 13 - блок управления устройством; 14 - информационная линия; 15 - селектор сигналов; 16 - входной интерфейс; 17 - блок оценки резервов; 18 - выходной интерфейс; 19 - блок ввода и отображения информации; 20 - блок расчета интервалов времени; 21 - блок часов реального времени с календарем.The power management and control system (Fig. 1) and the functional diagram (Fig. 2) contain the following elements: 1 - power supply network; 2 - network power sensor; 3 - switchgear; 4 - load power sensor; 5 - load; 6 - electronic computer; 7 - device management and control of energy consumption; 8 - sensor volume technological reserve; 9 - source power sensor; 10 - source of electrical energy; 11 - an additional device for managing and controlling energy consumption; 12 - information interface; 13 - device control unit; 14 - information line; 15 - signal selector; 16 - input interface; 17 - block assessment of reserves; 18 - output interface; 19 - block input and display information; 20 is a block for calculating time intervals; 21 is a block of real-time clocks with a calendar.

Элементы схемы (фиг. 1) соединены следующим образом: питающая сеть 1, через датчик мощности сети 2, подключена к входу распределительного устройства 3. Первый выход распределительного устройства через датчик мощности нагрузки 4 подключен к нагрузке 5. Второй выход распределительного устройства через датчик мощности источника 9 подключен к источнику электрической энергии 10. Электронно-вычислительная машина 6 подключена к информационному выходу датчика мощности сети и входам информационных интерфейсов 12 устройства управления и контроля энергопотребления 7 и дополнительного устройства управления и контроля энергопотребления 11, которое идентично устройству 7. Выход выходного интерфейса 18, устройства 7, подключен к управляющему входу нагрузки, а вход входного интерфейса 16, устройства 7, подключен к информационным выходам датчика мощности нагрузки и датчика объема технологического задела 8. Выход выходного интерфейса устройства 11 подключен к управляющему входу источника электрической энергии, а вход входного интерфейса устройства 11, подключен к информационному выходу датчика мощности источника.The circuit elements (Fig. 1) are connected as follows: the supply network 1, through the power sensor of the network 2, is connected to the input of the switchgear 3. The first output of the switchgear through the load power sensor 4 is connected to the load 5. The second output of the switchgear through the power sensor of the source 9 is connected to a source of electrical energy 10. An electronic computer 6 is connected to the information output of the network power sensor and the inputs of the information interfaces 12 of the control and monitoring device power consumption 7 and an additional device for controlling and monitoring energy consumption 11, which is identical to device 7. The output of the output interface 18, device 7, is connected to the control input of the load, and the input of the input interface 16, device 7, is connected to the information outputs of the load power sensor and the process volume sensor touched 8. The output of the output interface of the device 11 is connected to the control input of the electric energy source, and the input of the input interface of the device 11 is connected to the information output of the sensor and the power of the source.

Элементы функциональной схемы (фиг. 2) соединены следующим образом: выход информационного интерфейса 12 соединен с первым входом блока управления устройством 13. Выход входного интерфейса 16 соединен с вторыми входами блока управления устройством и блока оценки резервов 17. Выход блока управления устройством присоединен к информационной линии 14, к которой подключены блок ввода и отображения информации 19, вход блока часов реального времени с календарем 21, первые входы блока оценки резервов, блока расчетов интервалов времени 20 и селектора сигналов 15. Выход блока оценки резервов подключен к второму входу селектора сигналов. Выход блока расчета интервалов времени подключен к третьему входу селектора сигналов. Выход блока часов реального времени с календарем подключен к второму входу блока расчета интервалов времени и третьему входу блока оценки резервов. Выход селектора сигналов подключен к входу выходного интерфейса 18. Элементы 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и 21 образуют устройство управления и контроля энергопотребления, которое идентично дополнительному устройству управления и контроля энергопотребления.The elements of the functional diagram (Fig. 2) are connected as follows: the output of the information interface 12 is connected to the first input of the device control unit 13. The output of the input interface 16 is connected to the second inputs of the device control unit and the reserve assessment unit 17. The output of the device control unit is connected to the information line 14, to which an input and display information block 19 is connected, an input of a real-time clock block with a calendar 21, first inputs of a reserve estimation block, a time interval calculation block 20, and a signal selector als 15. Yield reserves evaluation unit connected to the second input signal selector. The output of the time interval calculation unit is connected to the third input of the signal selector. The output of the real-time clock block with the calendar is connected to the second input of the time interval calculation block and the third input of the reserve estimation block. The output of the signal selector is connected to the input of the output interface 18. Elements 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, and 21 form an energy management and control device that is identical to an additional energy management and control device.

Устройство (фиг. 2) в составе системы управления и контроля энергопотребления (фиг. 1) работает следующим образом. Напряжение питающей сети 1, поступает через датчик мощности сети 2 на распределительное устройство 3. Нагрузка 5, через датчик мощности нагрузки 4 подключена к первому выходу распределительного устройства и является электроустановкой, потребляющей электрическую энергию. Управление нагрузкой и регулирование технологических параметров производится через управляющий вход нагрузки. Источник электрической энергии 10, через датчик мощности источника 9, подключен к второму выходу распределительного устройства. Источник 10 может быть, как генераторной электроустановкой, так и накопителем электрической энергии. Управление источником электрической энергии и его технологическими параметрами производится через управляющий вход. Устройство управления и контроля энергопотребления 7 и дополнительное устройство управления и контроля энергопотребления 11 устроены одинаково и предназначены для управления потребителями или источниками электрической энергии периодического действия. Функциональная схема устройства 7 и устройства 11 изображена на фиг. 2. Датчик мощности нагрузки и датчик объема технологического задела 8 подключены к входу входного интерфейса 16, устройства 7. Датчик 4 предназначен для измерения мгновенной мощности и количества потребляемой нагрузкой энергии. Информация, измеренная датчиком мощности нагрузки, поступает в устройство 7. Устройство управления и контроля энергопотребления может работать с нагрузкой, выполняющей функцию технологической операции периодического действия в составе непрерывного технологического процесса. Предусмотрено два варианта работы, первый вариант - когда нагрузка находится перед непрерывной технологической операцией и второй - когда нагрузка находится после непрерывной технологической операции. Для обеспечения непрерывности технологического процесса, между технологическими операциями присутствует технологический задел. В первом случае нагрузка выполняет периодическое наполнение технологического задела сырьем, которое непрерывно потребляется последующей операцией. Во втором случае нагрузка периодически потребляет сырье из технологического задела, которое непрерывно поступает от предыдущей операции. При своевременном наполнении технологического задела сырьем в первом варианте или своевременном освобождении задела для приема сырья во втором варианте, появляется возможность полной остановки или снижении производительности нагрузки на заданное время. Путем отключения, включения или изменения технологических параметров устройство 7 производит регулирование потребляемой мощности нагрузкой. Датчик 8 предназначен для определения текущей емкости технологического задела. Датчик мощности источника 9, предназначен для измерения мгновенной мощности и количества вырабатываемой энергии источником электрической энергии. Если в качестве источника 10 используется накопитель электрической энергии, то датчик 9, дополнительно, измеряет направление мгновенной мощности и количество запасаемой источником 10 электрической энергии. Электронно-вычислительная машина 6, при помощи проводной или беспроводной информационной сети подключена к входам информационных интерфейсов 12, устройства 7 и устройства 11, а также к информационному выходу датчика мощности сети, который используется при регулировании графика нагрузки электротехнического комплекса. Он измеряет мгновенную мощность и количество потребленной комплексом энергии. Регулирование графика нагрузки электротехнического комплекса производится следующим образом. Электронно-вычислительная машина через заданные интервалы времени производит сравнение величин, измеренных датчиком мощности сети с значениями заданного графика нагрузки. Устройство 7, в соответствии с величинами измеренными датчиками 4 и 8, а также с текущим временем суток и календарным днем, производит оценку имеющихся резервов по времени и величине снижаемой нагрузки и по информационной сети передает информацию электронно-вычислительной машине. Устройство 11 производит оценку имеющихся резервов по времени и величине вырабатываемой источником 10 энергии и также по информационной сети передает информацию электронно-вычислительной машине. В случае превышения заданных величин графика нагрузки, электронно-вычислительной машиной в зависимости от имеющихся резервов и экономической целесообразности вырабатывается соответствующее управляющее воздействие для устройства 7, выполняющего снижение потребляемой нагрузкой мощности или для устройства 11, выполняющего запуск источника электрической энергии, которое приводит к снижению потребляемой электротехническим комплексом энергии из питающей сети. Кроме этого через информационные интерфейсы устройства 7 и устройства 11, на электронно-вычислительную машину передается информация о текущем состоянии устройств, о состоянии нагрузки и источника электрической энергии, а также о величинах, измеренных датчиками 4, 8 и 9.The device (Fig. 2) as part of a control and monitoring system for energy consumption (Fig. 1) works as follows. The voltage of the supply network 1 is supplied through the power sensor of the network 2 to the switchgear 3. Load 5, through the power sensor of the load 4 is connected to the first output of the switchgear and is an electrical installation that consumes electrical energy. Load control and regulation of technological parameters is carried out through the control input of the load. The electric energy source 10, through the power sensor of the source 9, is connected to the second output of the switchgear. The source 10 can be either a generator electrical installation or an electric energy storage device. The source of electrical energy and its technological parameters are controlled through the control input. The power management and control device 7 and the additional power management and control device 11 are arranged in the same way and are intended for controlling consumers or sources of batch electrical energy. The functional diagram of the device 7 and device 11 is shown in FIG. 2. The load power sensor and the volume of the technological reserve 8 are connected to the input of the input interface 16, device 7. The sensor 4 is designed to measure the instantaneous power and the amount of energy consumed by the load. The information measured by the load power sensor is supplied to device 7. The energy management and control device can operate with a load that performs the function of a batch process operation as part of a continuous process. There are two options for operation, the first option - when the load is before the continuous technological operation and the second - when the load is after the continuous technological operation. To ensure the continuity of the process, between technological operations there is a technological backlog. In the first case, the load periodically fills the technological reserve with raw materials, which are continuously consumed by the subsequent operation. In the second case, the load periodically consumes raw materials from the technological reserve, which continuously comes from the previous operation. With the timely filling of the technological reserve with raw materials in the first embodiment or the timely release of the reserve for receiving raw materials in the second embodiment, it becomes possible to completely stop or reduce the productivity of the load for a given time. By turning off, turning on or changing the technological parameters, the device 7 controls the power consumption by the load. The sensor 8 is designed to determine the current capacity of the technological reserve. The power sensor of the source 9 is designed to measure the instantaneous power and the amount of generated energy by an electric energy source. If an electric energy storage device is used as the source 10, then the sensor 9 additionally measures the direction of instantaneous power and the amount of electric energy stored by the source 10. An electronic computer 6, using a wired or wireless information network, is connected to the inputs of the information interfaces 12, device 7 and device 11, as well as to the information output of the network power sensor, which is used to regulate the load schedule of the electrical complex. It measures the instantaneous power and amount of energy consumed by the complex. Regulation of the load schedule of the electrical complex is as follows. An electronic computer at predetermined time intervals compares the values measured by the network power sensor with the values of a given load schedule. Device 7, in accordance with the values measured by sensors 4 and 8, as well as with the current time of day and calendar day, estimates the available reserves by time and magnitude of the reduced load and transfers information to an electronic computer via an information network. The device 11 makes an assessment of the available reserves in terms of time and the amount of energy generated by the source 10 and also transmits information to the electronic computer via the information network. In case of exceeding the specified values of the load schedule, the electronic computer, depending on the available reserves and economic feasibility, produces a corresponding control action for a device 7 that performs a reduction in power consumption or for a device 11 that starts a source of electrical energy, which leads to a decrease in electrical consumption a complex of energy from the mains. In addition, through the information interfaces of device 7 and device 11, information on the current state of the devices, the state of the load and the source of electrical energy, as well as the values measured by sensors 4, 8 and 9, is transmitted to the electronic computer.

Устройство (фиг. 2) работает следующим образом. Информационный интерфейс 12 представляет собой уже известные технические решения для организации проводных или беспроводных информационных сетей. Через информационный интерфейс, выход которого подключен к первому входу блока управления устройством 13, осуществляется обмен информационными и управляющими сигналами. Входной интерфейс 16 представляет собой уже известные технические решения для получения информации от различных датчиков и измерительных приборов, которая поступает на вторые входы блока управления устройством и блока оценки резервов 17. Блок управления устройством обеспечивает взаимодействие между информационным интерфейсом, входным интерфейсом и другими элементами, подключенными к его выходу через информационную линию 14, которая предназначена для обмена информационными и управляющими сигналами между элементами. Кроме этого блок управления устройством собирает и передает информацию о состоянии элементов устройства в информационную сеть. Блок ввода и отображения информации 19 предназначен для работы с устройством по месту его установки и служит для ввода управляющих сигналов, смены режима работы и корректировки предустановленных значений величин, а также для отображения информации о состоянии устройства. Блок часов реального времени с календарем 21 предоставляет информацию о текущем времени суток и дне недели в соответствии с производственным календарем. Производственный календарь необходим при работе устройства с учетом плановых часов пиковых нагрузок энергосистемы. При необходимости производится синхронизация с часами точного времени через информационную сеть. Электроустановки управляются при помощи выходного интерфейса 18, который представляет собой уже известные технические решения для создания цифровых, дискретных или аналоговых управляющих сигналов. Селектор сигналов 15 формирует управляющие сигналы для выходного интерфейса в зависимости от сигналов, поступающих на его входы и в соответствии с заданным приоритетом. Управляющие сигналы для блока 15 формируются блоком управления устройством, блоком оценки резервов и блоком расчета интервалов времени 20. Блок управления устройством формирует управляющий сигнал для селектора сигналов при получении соответствующей команды через информационную сеть. Например, при регулировании графика нагрузки электротехнического комплекса. Блок оценки резервов использует в своей работе информацию, полученную от часов реального времени с календарем, входного интерфейса и информационной линии, при этом периодически производится вычисление резерва необходимого на все время действия заданных часов пиковых нагрузок энергосистемы и времени для его достижения. После этого производится оценка уже имеющихся резервов и оставшегося времени до начала часов интервала пиковых нагрузок энергосистемы. Оценка резервов производится с учетом управляемой устройством электроустановки и ее функции в технологическом процессе. При работе устройства совместно с накопителями электрической энергии, блоком оценки резервов производится вычисление количества электрической энергии необходимого на все время действия заданных часов пиковых нагрузок энергосистемы и времени для его достижения. После этого производится оценка уже имеющихся резервов и времени до начала часов пиковых нагрузок энергосистемы. На основании сделанных расчетов блок оценки резервов подает соответствующее управляющее воздействие на селектор сигналов. Блок расчета интервалов времени формирует управляющее воздействие в соответствии с заданными интервалами часов пиковых нагрузок и текущем временем. Управление по сигналам блока оценки резервов и блока расчетов интервалов времени подходит как для потребителей, так и для источников электрической энергии при работе устройства в автономном режиме, без подключения к информационной сети.The device (Fig. 2) works as follows. Information interface 12 is a well-known technical solutions for organizing wired or wireless information networks. Through the information interface, the output of which is connected to the first input of the control unit of the device 13, information and control signals are exchanged. The input interface 16 is a well-known technical solution for receiving information from various sensors and measuring instruments, which is fed to the second inputs of the device control unit and the reserve estimation unit 17. The device control unit provides interaction between the information interface, the input interface, and other elements connected to its output through the information line 14, which is intended for the exchange of information and control signals between the elements. In addition, the device control unit collects and transmits information about the state of the device elements to the information network. The information input and display unit 19 is designed to work with the device at the place of its installation and serves to enter control signals, change the operating mode and adjust preset values of values, and also to display information about the state of the device. The real-time clock block with calendar 21 provides information on the current time of the day and day of the week in accordance with the production calendar. A production calendar is necessary when the device is operating, taking into account the planned hours of peak loads of the power system. If necessary, synchronization with the clock of the exact time through the information network is performed. Electrical installations are controlled using the output interface 18, which is a well-known technical solutions for creating digital, discrete or analog control signals. The signal selector 15 generates control signals for the output interface depending on the signals received at its inputs and in accordance with a given priority. The control signals for block 15 are generated by the device control unit, the reserve estimation unit and the time interval calculation unit 20. The device control unit generates a control signal for the signal selector upon receipt of the corresponding command through the information network. For example, when adjusting the load schedule of the electrical complex. The reserve estimation unit uses in its work information obtained from the real-time clock with a calendar, the input interface and the information line, while periodically calculating the reserve necessary for the entire duration of the specified hours of peak loads of the power system and the time to achieve it. After that, the existing reserves and the remaining time until the hours of the peak load interval of the power system are evaluated. The reserves are estimated taking into account the electrical installation controlled by the device and its function in the technological process. When the device is working in conjunction with electric energy storage units, the reserve estimation unit, the amount of electric energy required for the entire duration of the specified hours of peak loads of the energy system and the time to achieve it are calculated. After that, the existing reserves and the time before the peak hours of the power system begin to be evaluated. Based on the calculations made, the reserve estimation unit submits the corresponding control action to the signal selector. The unit for calculating time intervals generates a control action in accordance with the specified intervals of the peak load hours and the current time. The signal management of the reserves assessment unit and the time interval calculation unit is suitable both for consumers and for electric energy sources when the device is operating offline, without connecting to an information network.

Наиболее целесообразной областью применения предлагаемой системы управления и контроля энергопотребления, являются промышленные предприятия, использующие для производства продукции непрерывные технологические процессы.The most appropriate area of application of the proposed energy management and control system are industrial enterprises that use continuous technological processes for the production of products.

Claims

1. The power management and control system, comprising a mains supply with a network power sensor, a load with a load power sensor and an energy management and control device containing input and output interfaces, wherein the information output of the load power sensor is connected to an input of an input interface, characterized in that the energy management and control device comprises: an information interface, a device control unit, an information input and display unit, a real-time clock unit with with a calendar, a reserve estimation unit, a time interval calculation unit, and a signal selector, wherein the output of the information interface is connected to the first input of the device control unit, the input interface output is connected to the second inputs of the device control unit and the reserve evaluation unit, an information line is connected to the output of the device control unit , which is also connected to the input and display information block, the input of the real-time clock block with the calendar, the first inputs of the reserve assessment block, the interval calculation unit in name and signal selector, in addition to the output of the real-time clock unit with a calendar, the second input of the unit for calculating time intervals and the third input of the unit for estimating reserves are connected, in turn, the output of the unit for evaluating reserves is connected to the second input of the signal selector, and the output of the unit for calculating time intervals is connected to the third input of the signal selector, the output of which is connected to the input of the output interface, in addition, the control input of the load is connected to the output of the output interface.

2. The system according to claim 1, characterized in that the technological reserve volume sensor and a switchgear are connected between the network power sensor and the load power sensor, while the technological reserve volume sensor is connected to the input interface input and the information output of the load power sensor.

3. The system according to claim 2, characterized in that an electric energy source with a source power sensor is connected to the second output of the switchgear, and an additional device for controlling and controlling energy consumption is introduced, while the output interface of the additional device for controlling and monitoring energy consumption is connected to the control the input of the electric energy source, and the information output of the source power sensor is connected to the input of the input interface of the additional device is controlled energy monitoring and control.

4. The system according to claim 3, characterized in that an electronic computer is introduced connected to the information output of the network power sensor and the inputs of the information interfaces of the control and energy consumption control devices.