Sistema y método para supervisión y facturación en línea de consumo de potencia.

Un sistema para supervisar el uso de energía en una línea de alimentación que comprende:

(a) un dispositivo de medición de electricidad digital controlado por microprocesador electrónico (100)acoplado con una línea de alimentación y que incluye una memoria no volátil no alimentada por baterías, endonde dicho dispositivo de medición (100) es accionable para realizar una medición por intervalos paracada uno de una pluralidad de intervalos, es accionable para almacenar en dicha memoria datos que seadquieren por dicha medición por intervalos para cada uno de dicha pluralidad de intervalos, de una formatal que posibilita la recuperación de mediciones para intervalos individuales de dicha pluralidad de intervalosy es accionable para recibir una solicitud de datos y transmitir datos en respuesta a dicha solicitud a travésde dicha línea de alimentación; y

(b) un recopilador de datos acoplado con el dispositivo de medición (100) a través de dicha línea dealimentación, siendo el recopilador de datos accionable para recibir datos desde y transmitir datos aldispositivo de medición (100) a través de la línea de alimentación; accionable para almacenar datos que sereciben desde el dispositivo de medición (100) a través de la línea de alimentación, y accionable para recibirdatos a partir de y transmitir datos a un ordenador ubicado de manera remota (140).

Sistema y método para supervisión y facturación en línea de consumo de potencia Campo de la invención La presente invención se refiere a la medición y a la facturación del consumo de potencia eléctrica, y tiene una aplicación particular en los contadores de electricidad de estado sólido y en la comunicación de línea de alimentación con tales contadores.

Antecedentes La submedición es la reventa de electricidad o la asignación de costes dentro de una propiedad de múltiples inquilinos. Los apartamentos medidos por maestro son unidades de un edificio residencial de múltiples inquilinos sin contadores eléctricos individuales; el coste de la electricidad está incluido en la renta. Debido a que los inquilinos de tales unidades consumen habitualmente hasta un 30 % más de electricidad que los inquilinos que pagan por la energía consumida, existe una demanda para la submedición de tales unidades.

Se conocen sistemas y métodos para la submedición. Un sistema de este tipo se divulga en la patente de los Estados Unidos con Nº 4.783.748, presentada el 8 de noviembre de 1988, a nombre de Swarztrauber y col. En ese sistema, tal como se divulga en la patente y tal como se desarrolla a lo largo de 1999, el subcontador (que se conoce como Transmeter®) mide la electricidad mediante la conexión con los hilos de alimentación para medir tensión y a través de transformadores de intensidad para medir intensidad. Los Transmeter® iniciales, fabricados de 1982 a 1991, procesaban la tensión y la intensidad en forma digital para deducir la energía real. En un esfuerzo de desarrollo que abarcó el periodo de 1988 a 1992, se añadieron parámetros adicionales. Los Transmeter® fabricados de 1992 a 1999 calculan, a partir de la tensión y la intensidad, parámetros adicionales tales como la energía reactiva y aparente, el factor de potencia, la distorsión por armónicos total, la demanda máxima, el tiempo de uso, la tensión y la intensidad. Estos también almacenaban la información en RAM CMOS respaldada por batería para mantener una pista de verificación de información de energía clave o bien cada día o bien cada 15 minutos. Este tipo de almacenamiento en memoria puede adolecer de una pérdida de datos a través de fallos de potencia y de batería, corrupción de datos debido a “transitorios rápidos” - un tipo de interferencia que se encuentra comúnmente en las líneas de alimentación.

Los sistemas Transmeter® fabricados y vendidos a lo largo de 1999 recopilan y suministran información a partir de unos Transmeter® que se encuentran en propiedades de múltiples inquilinos. Los Transmeter® individuales inyectan señales en las líneas de distribución de energía (una técnica que se conoce como comunicación de línea de alimentación, o “PLC”, power line communication) en la propiedad de múltiples inquilinos para un dispositivo ubicado de manera más central, el transpondedor. El transpondedor se instala habitualmente en el punto de entrada de electricidad en esa propiedad. Si la propiedad tiene más de un servicio eléctrico, se instala un transpondedor por servicio. Los transpondedores se interconectan a través de una red RS-485. Uno de los transpondedores conecta por módem con una línea de teléfono convencional dedicada.

El ordenador de facturación está configurado para regular cualquier propiedad según indique el operador. Los datos se procesan por programas convencionales de hoja de cálculo o de base de datos para generar facturas o bien en papel o bien en formato legible por máquina para su uso por las compañías de gestión de la propiedad.

No obstante, tales sistemas tienen una serie de deficiencias. Una deficiencia es el coste: las unidades que son demasiado costosas no se utilizarán en áreas en las que los márgenes de beneficio sean demasiado pequeños o exista una probabilidad relativamente alta de robo. Otra deficiencia compartida por muchos sistemas es que los contadores se comunican con una oficina de facturación central a través de líneas de teléfono, requiriendo de este modo la instalación adicional de hilos en el edificio, o requiriendo al menos que las líneas de teléfono se encuentren cerca de las líneas de alimentación.

La patente US con Nº 5.986.574 presentada el 16 de noviembre de 1999 a nombre de Colton se refiere a un sistema de comunicación que transmite datos entre una pluralidad de ubicaciones. El sistema de comunicación es adecuado para su uso por un proveedor de servicio público para supervisar una pluralidad de dispositivos de medición a partir de una ubicación remota.

El documento WO 99/46746 se refiere al acceso remoto a contadores electrónicos usando un conjunto de protocolos de TCP / IP en el que un contador electrónico incorpora un conjunto de protocolos de TCP / IP y un servidor de http, para proporcionar un acceso bidireccional a un contador incorporado en una pasarela que da servicio a múltiples contadores conectados a través de una línea de alimentación o red bidireccional inalámbrica.

El documento WO 99/57697 se refiere a un módulo de comunicaciones de red de área inalámbrica para contadores de servicio público. Un módulo de comunicaciones permite una lectura de contadores remota de un contador de

servicio público a través de un módem inalámbrico que se comunica usando redes por paquetes de datos a través de un sistema de comunicación tal como ARDIS.

La patente US con Nº 5.764.739 presentada el 9 de junio de 1998 a nombre de Patton y col. se refiere a un método y aparato para la provisión de información, tal como consumo de potencia, a un abonado a través de una red electrónica en respuesta a instrucciones proporcionadas por un abonado.

El documento GB 2.306.852 se refiere a un aparato y sistema que puede adaptarse para permitir las funciones seleccionadas de medición del uso por parte de consumidores de los servicios públicos y en particular la electricidad, el gas y el agua y la transferencia de otros datos que permiten el funcionamiento de, por ejemplo, una subestación de electricidad que va a supervisarse por el suministrador de potencia eléctrica.

Otros documentos de la técnica anterior que se han considerado son los documentos US-A-5897607 y CA-A2279802.

No obstante, ninguno de los documentos patente US con Nº 5.986.574, WO 99/46746, WO 99/57697, patente US con Nº 5.764.739, GB 2.306.852, patente US con Nº 5.897.607 ni CA 2.279.802 divulgan una medición por intervalos.

El mercado de la submedición presenta varios requisitos que los sistemas de submedición existentes, a menudo, no cumplen. Tales requisitos incluyen:

(1) normas de medición rigurosas que se encuentran fuera de los Estados Unidos, tal como las de Industr y Canada y la Comisión Electrotécnica Internacional (una organización de normalización europea con susceptibilidad de aplicación en la mayor parte del mundo excepto América del Norte) . Un subcontador no solo ha de cumplir normas eléctricas, este también ha de ser conforme a unas estrictas normas mecánicas.

(2) se requiere comunicación con el subcontador fuera de áreas urbanas densamente pobladas, en las que los transformadores de distribución eléctrica no se encuentran necesariamente cerca de las líneas de teléfono.

(3) Existe una necesidad emergente de servicios públicos eléctricos para proporcionar bases de datos de medición en línea por Internet. Esta necesidad también incluye la provisión de esta información a compañías de generación o a Compañías de Servicios de Energía (ESCO, Energy Service Companies) ubicadas a menudo muy lejos del cliente. Tales entidades requieren el suministro de información no disponible con los contadores electromecánicos convencionales.

(4) fabricación de bajo coste y alto volumen.

Sumario Diversos aspectos de la presente invención se definen en las reivindicaciones independientes. Algunas características preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. En un aspecto, la presente invención comprende un sistema para supervisar el uso de energía en una línea de alimentación. Preferiblemente, este sistema comprende (a) un dispositivo de medición de electricidad digital controlado por microprocesador electrónico conectado con la línea de alimentación y que comprende un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil no alimentado por baterías, en el que el dispositivo de medición es accionable para realizar una medición por intervalos para cada uno de una pluralidad de intervalos, y recibir una solicitud de datos y transmitir datos en respuesta a la solicitud a través de la línea de alimentación; y (b) un recopilador de datos (preferiblemente, un transpondedor) conectado con el dispositivo de medición... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para supervisar el uso de energía en una línea de alimentación que comprende:

(a) un dispositivo de medición de electricidad digital controlado por microprocesador electrónico (100) acoplado con una línea de alimentación y que incluye una memoria no volátil no alimentada por baterías, en donde dicho dispositivo de medición (100) es accionable para realizar una medición por intervalos para cada uno de una pluralidad de intervalos, es accionable para almacenar en dicha memoria datos que se adquieren por dicha medición por intervalos para cada uno de dicha pluralidad de intervalos, de una forma tal que posibilita la recuperación de mediciones para intervalos individuales de dicha pluralidad de intervalos y es accionable para recibir una solicitud de datos y transmitir datos en respuesta a dicha solicitud a través de dicha línea de alimentación; y

(b) un recopilador de datos acoplado con el dispositivo de medición (100) a través de dicha línea de alimentación, siendo el recopilador de datos accionable para recibir datos desde y transmitir datos al

dispositivo de medición (100) a través de la línea de alimentación; accionable para almacenar datos que se reciben desde el dispositivo de medición (100) a través de la línea de alimentación, y accionable para recibir datos a partir de y transmitir datos a un ordenador ubicado de manera remota (140) .

2. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho recopilador de datos es un transpondedor (130) . 20

3. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de medición (100) está acoplado con un dispositivo de salida accionable para controlar cargas en dicha línea de alimentación.

4. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de medición (100) es accionable para medir 25 energía eléctrica reactiva.

5. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho recopilador de datos es accionable para recibir datos desde y transmitir datos a dicho ordenador ubicado de manera remota (140) a través de una línea de alimentación.

6. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho recopilador de datos es accionable para recibir datos desde y transmitir datos a dicho ordenador ubicado de manera remota (140) a través de una línea de teléfono.

7. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho recopilador de datos está acoplado con, y es accionable para almacenar datos en, una memoria FLASH no volátil. 35

8. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de medición (100) comprende un microprocesador (U2) que es programable de manera remota.

9. Un sistema como en la reivindicación 8, en el que el microprocesador (U2) es accionable para programarse de

manera remota para cambiar qué datos son almacenados por el dispositivo de medición (100) y en qué intervalos de tiempo.

10. Un sistema como en la reivindicación 8, en el que el microprocesador (U2) es accionable para programarse de manera remota para cambiar perfiles de tiempo de uso. 45

11. Un sistema como en la reivindicación 8, en el que el microprocesador (U2) es accionable para programarse de manera remota para cambiar si el dispositivo de medición (100) funciona de manera prepago o de crédito.

12. Un sistema como en la reivindicación 8, en el que el dispositivo de medición (100) es accionable para recuperar 50 datos locales.

13. Un sistema como en la reivindicación 12, en el que dicho dispositivo de medición (100) está acoplado con un dispositivo de visualización local (LCD1) .

14. Un sistema como en la reivindicación 13, en el que el microprocesador (U2) es accionable para programarse de manera remota para cambiar qué datos se visualizan en dicho dispositivo de visualización (LCD1) .

15. Un sistema como en la reivindicación 8, en el que dicho microprocesador (U2) es accionable para reprogramarse de manera local a través de un dispositivo de entrada de datos locales. 60

16. Un sistema tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la memoria no volátil no alimentada por baterías es una memoria FLASH.

17. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de medición (100) está acoplado con, y es 65 accionable para recibir datos a partir de, otros dispositivos de medición.

18. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de medición (100) es accionable para ajustar la frecuencia sobre la que transmite datos a través de dicha línea de alimentación.

19. Un sistema como en la reivindicación 18, en el que dicha frecuencia se ajusta en respuesta a indicaciones que 5 se reciben desde un ordenador remoto.

20. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de medición (100) comprende un dispositivo de impresión en papel.

21. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que dicha medición por intervalos comprende almacenar de manera periódica datos en la memoria no volátil no alimentada por baterías.

22. Un sistema como en la reivindicación 21, en el que dicho dispositivo de medición (100) es además accionable para agregar por parte de dicho microprocesador datos almacenados tras una solicitud 15

23. Un sistema como en la reivindicación 21, en el que dicho dispositivo de medición (100) es además accionable para notificar el uso de energía acumulado.

24. Un sistema como en la reivindicación 23, en el que dicho uso de energía es real, reactivo o aparente. 20

25. Un sistema como en la reivindicación 24, en el que dichos datos agregados se agregan de acuerdo con intervalos de dicha medición por intervalos.

26. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que los datos que se adquieren por dicha medición por intervalos

se almacenan de tal modo que los datos que se adquieren durante cada intervalo se almacenan en un registro separado.

27. Un sistema como en la reivindicación 26 que además comprende unos medios para alterar qué registro almacena datos y para qué intervalo. 30

28. Un sistema como en la reivindicación 1, en el que los datos que se adquieren por dicha medición por intervalos se almacenan de tal modo que los datos que se adquieren para cada intervalo pueden recuperarse por separado durante algún tiempo después del siguiente intervalo.

29. Un método de supervisión del uso de energía, que comprende las etapas de:

(a) medir a intervalos regulares el uso de energía usando un dispositivo de medición de electricidad digital controlado por microprocesador (100) ;

(b) almacenar datos que se adquieren por medición por intervalos, representando dichos datos el uso de energía

medido para cada uno de una pluralidad de dichos intervalos regulares, en una memoria no volátil no accionada por baterías de dicho dispositivo de medición, en el que dichos datos que se adquieren por dicha medición por intervalos se almacenan de una forma tal que posibilita la recuperación de mediciones para intervalos individuales de dicha pluralidad de intervalos;

(c) recibir una solicitud para dichos datos almacenados a través de una línea de alimentación desde un 45 transpondedor (130) , y

(d) en respuesta a dicha solicitud, transmitir dichos datos almacenados a través de dicha línea de alimentación a dicho transpondedor (130) .

30. Un método como en la reivindicación 29, en el que dicho dispositivo de medición (100) comprende un 50 microprocesador programable de manera remota (U2) .

31. Un método como en la reivindicación 30, en el que dicho microprocesador (U2) puede programarse de manera remota y es accionable para llevar a cabo una acción programada cuando un parámetro medido alcanza o supera un valor descargado.

32. Un método tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31 en el que la memoria no volátil no alimentada por baterías es una memoria FLASH.

33. Un método como en cualquiera de las reivindicaciones 29 a 32, en el que para cada intervalo de dicha pluralidad

de dichos intervalos regulares, datos que representan el uso de energía medido para ese intervalo se almacenan en un registro separado de los que se usan para almacenar datos para otros de dichos intervalos.

34. Un método como en la reivindicación 33, en el que para cada intervalo de dicha pluralidad de dichos intervalos regulares, datos que representan el uso de energía medido para ese intervalo pueden recuperarse por separado 65 durante algún tiempo después de un intervalo subsiguiente.

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