ENCHUFE INTELIGENTE PARA USO DOMÉSTICO E INDUSTRIAL EN REDES ELÉCTRICAS INTELIGENTES.

El objeto de la presente invención es proporcionar un enchufe inteligente capaz de conectar electrodomésticos y/o equipos industriales a través de una o más tomas,

detectar el consumo de potencia de los aparatos conectados, comunicarse a través de unidades de control y comunicación a componentes internos y a aparatos externos de control de alimentación, y seleccionar a través de un mecanismo de conmutación electrónica interna la fuente de energía más conveniente de entre un conjunto de fuentes de suministro de energía eléctrica, convencionales y no convencionales, con el fin de optimizar recursos energéticos, dando prioridad a las fuentes de energía más convenientes, de acuerdo con criterios de coste de la energía.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201131491.

Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ESTEVE TINTO,JAUME, CAMPANELLA PINEDA,Humberto.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R21/06 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 21/00 Disposiciones para proceder a las medidas de la potencia o del factor de potencia (G01R 7/12 tiene prioridad). › por medida de la corriente o de la tensión (G01R 21/08 - G01R 21/133 tienen prioridad).
  • G06F1/32 G […] › G06 CALCULO; CONTEO.G06F PROCESAMIENTO ELECTRICO DE DATOS DIGITALES (sistemas de computadores basados en modelos de cálculo específicos G06N). › G06F 1/00 Detalles no cubiertos en los grupos G06F 3/00 - G06F 13/00 y G06F 21/00 (arquitecturas de computadores con programas almacenados de propósito general G06F 15/76). › Medios destinados a economizar energía.
  • H02J3/14 ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02J CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O LA DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA; SISTEMAS PARA EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA.H02J 3/00 Circuitos para redes principales o de distribución, de corriente alterna. › por interrupción o puesta en circuito de las cargas de la red, p. ej. carga equilibrada progresivamente.
  • H04L12/28 H […] › H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M). › H04L 12/00 Redes de datos de conmutación (interconexión o transferencia de información o de otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de tratamiento G06F 13/00). › caracterizados por la configuración de los enlaces, p. ej. redes locales (LAN), redes extendidas (WAN) (redes de comunicación inalámbricas H04W).
ENCHUFE INTELIGENTE PARA USO DOMÉSTICO E INDUSTRIAL EN REDES ELÉCTRICAS INTELIGENTES.

Fragmento de la descripción:

Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes

SECTOR DE LA TÉCNICA

El campo de la presente invención se refiere a energía, y más concretamente a la distribución de energía doméstica e industrial, y es aplicable a todos los usuarios que tienen como objetivo la optimización del consumo de potencia y la priorización de fuentes de energía más baratas y eficientes. Más específicamente, la presente invención se refiere a sistemas y circuitos electrónicos y su aplicación a sistemas de ahorro de energía.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Hay un interés comercial y social en el ahorro de energía y hacer uso más eficiente de los recursos. En particular, ahorrar energía eléctrica en los hogares y las instalaciones industriales es uno de los principales temas abordados por individuos y empresas. Además, la liberalización de los mercados energéticos y la presencia creciente de fuentes de energía no convencionales han permitido a los usuarios finales elegir a sus operadores de energía o, al menos, los distribuidores y comercializadores de energía eléctrica. El control inteligente en el nivel de aparato a través de dispositivos inteligentes está ganando cada vez más espacio en el ámbito de ahorro de energía y control. Estos dispositivos pueden ser meros medios de supervisión, o pueden controlar los aparatos conectados, activándolos o desactivándolos.

Un primer grupo de dispositivos desarrolla el concepto de lo que se conoce como medidor inteligente. Entre ellos, se encuentra el dispositivo e-CLiPs, que es un enchufe inteligente de ahorro de energía ideado por Woods y Fitz en la Universidad de Essex, Reino Unido [Woods]. El e-CLiPs es una toma doméstica capaz de transmitir datos estadísticos sobre el consumo de potencia de los aparatos conectados a ésta en una instalación doméstica, los que se centralizan y muestran en un panel de control central. La principal diferencia entre el enchufe inteligente objeto de la presente invención y el e-CLiPs es que nuestra toma inteligente, además de sensar potencia como hace la e-CLiPs, adicionalmente realiza acciones de control y selecciona la red de suministro de energía más conveniente según criterios de costo energético.

Los sistemas y dispositivos del segundo grupo ejecutan acciones de control en las instalaciones del usuario, midiendo, activando o desactivando las conexiones a los aparatos. Por ejemplo, el Smart Wire-Devices (DSC) es un sistema de administración de energía concebido por Masters et al. que integra circuitos electrónicos para medir el consumo de potencia eléctrica y transmite a distancia los datos a un procesador de señal [Master]. El SWD es controlado remotamente e instalable en una micro-red (grid) doméstica e incluye un nodo de administración que opera un interruptor o relé siguiendo instrucciones a control remoto para cambiar la potencia eléctrica entregada al aparato conectado. La principal diferencia entre el enchufe inteligente objeto de la presente invención y el SWD es que nuestra toma inteligente sensa y controla localmente la conexión del aparato a una fuente de energía de entre una variedad de redes disponibles, mientras que el SWD funciona sobre la base de una sola fuente.

Otro ejemplo es el atenuador de corriente inteligente para conservación de energía en aparatos, por Heilman et al., donde una red de aparatos que cuenta con al menos un dispositivo, un controlador de energía, por lo menos un regulador inteligente y un adaptador inteligente, y una red de comunicaciones que acopla dichos componentes con el propósito de ahorrar energía sobre una base de programación de tiempos, mediante la activación o desactivación de los aparatos de acuerdo a tareas operativas, como tiempos de cocción, lavado de tiempos, etc. [Heilman]. La principal diferencia entre el enchufe inteligente objeto de la presente invención y la de Heilman et al. es que nuestra toma de control inteligente realiza el control sobre una base el consumo de energía, al conmutar entre diferentes redes de suministro de energía, seleccionando la que sea más conveniente en términos de costos y/o eficiencia.

Las tomas eléctricas inteligentes y redes eléctricas asociadas de Chapel et al. permiten la ejecución inteligente de apagones, caídas de tensión, otras acciones de control en materia de control de calidad de la energía entregada a los aparatos, y el control remoto de los mismos [Chapel]. La principal diferencia entre el enchufe inteligente objeto de la presente invención y la de Chapel et al. es que nuestro enchufe inteligente conmuta entre redes múltiples para seleccionar la más conveniente, mientras que la de Chapel se limita a analizar la calidad de una única red dada.

Otros ejemplos son el enchufe inteligente de arquitectura cliente-servidor y el aparato inteligente de control de potencia de arquitectura cliente-servidor, por Chang et al. [Chang1, chang2]. Así, la arquitectura cliente-servidor permite la activación o desactivación de los aparatos eléctricos conectados al enchufe inteligente construyendo una jerarquía en la que los aparatos esclavos se desactivan si el aparato maestro se apaga u opera en stand-by, por ejemplo. La principal diferencia entre el enchufe inteligente objeto de la presente invención y las de Chang et al. es que nuestra toma inteligente no es jerárquica, es decir, los aparatos conectados son independientes entre ellos, y lo que se controla es la conexión a las fuentes de energía, y no el esquema de conexión del aparato y otros aparatos en la red.

El aparato, sistema y métodos para reducir el consumo de energía en una red de Cohen [Cohen] está compuesto por un sistema de gestión y los aparatos, cada uno compuesto por una unidad de mediciones, una unidad de procesamiento, una unidad (opcional) de comunicaciones y una unidad de control, de manera que cada aparato se conecta a una toma de corriente eléctrica y se asocia con uno o un grupo de electrodomésticos. El sistema de Cohen mide los parámetros eléctricos a la salida de la toma, y la unidad de procesamiento analiza los parámetros eléctricos medidos, detectando diversas características de los electrodomésticos conectados y gestionando el consumo de energía de la red. La principal diferencia entre el enchufe inteligente objeto de la presente invención y el sistema de Cohen es que nuestra toma inteligente tiene capacidades de selección de fuente de energía y de manejo de múltiples redes para seleccionar la red de suministro de energía más conveniente, mientras que Cohen gestiona el consumo de energía de una sola red.

El dispositivo de vigilancia y control por Sharood et al. [Sharood] se acopla con el electrodoméstico o aparato conectado para supervisar su consumo de energía, proporcionar datos sobre la potencia medida y tomar acciones de control sobre su funcionamiento. La principal diferencia entre el enchufe inteligente objeto de la presente invención y el dispositivo de Sharood es que nuestra toma inteligente tiene capacidades de selección de fuente de energía y de manejo de múltiples redes para seleccionar la red de suministro de energía más conveniente, mientras que el sistema de Sharood se centra en el seguimiento y la gestión de aparatos en una única red.

Referencias citadas:

[Chang1] C. M. Chang, C. P. Chen, W. K. Hsieh, and W. C. Ho. “Smart client-server socket’, by Chang et al.

U.S. patent application publication no. 2009/0150509 A1, Jun. 11, 2009.

[Chang2] C. M. Chang, C. P. Chen, W. K. Hsieh, and W. C. Ho. “Smart client-server power control apparatus”,

U.S. patent 7, 769, 857 B2, Aug. 3, 2010.

[Chapel] S. Chapel and W. Pachoud, “Smart electrical outlets and associated networks”, U.S. patent application publication no. US 2002/0145542 A1 Jun. 10, 2010.

[Cohen] A. Cohen, “Reducing power consumption in a network by detecting electrical signatures of appliances”, Intl. Patent Publication WO/2009/081407, Jul. 2, 2009.

[Heilman] L. E. Heilman, G. R. Horst, and R. A. McCoy, “Smart current attenuator for energy conservation in appliances”, U.S. patent application publication no. US 2008/0136581 A1, Jun. 12, 2008.

[Masters] G. J. Masters and M. S. Pernia, “Smart electrical wire-devices and premises power management system”, U.S. patent application publication no. US 2010/0145536 A1, Jun. 10, 2010.

[Sharood] J. N. Sharood, G. Bailey, M. Carr, J. Turner, D. Peachey, Appliance retrofit monitoring device with a memor y storing an electronic signature, US patent 6.934.862 B2, Aug. 23, 2005.

[Woods] J. Woods and S. Fitz, "Green Consumer Electronics: e-CLiPs, Electronic Control of Intelligent Power Systems", in Digest of Technical...

 


Reivindicaciones:

1. Enchufe inteligente (1) para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes caracterizado porque comprende:

• una unidad de comando autónoma (A) que a su vez comprende unos medios de medición de consumo de potencia;

• una conexión principal (B) que conecta el enchufe inteligente con una línea de suministro principal de corriente alterna CA (CA0) ;

• al menos una conexión secundaria (C1-CN) que conecta el enchufe inteligente con al menos una línea de suministro secundaria de corriente alterna CA (CA1-CAN) ;

• una conexión de datos (D) que conecta la unidad de comando autónoma con un controlador externo (F) a través de la línea de datos (H) ;

• un conjunto de conexiones de aparato (E1-EM) que comprende al menos una conexión de aparato, donde cada conexión de aparato conecta el enchufe inteligente con un dispositivo externo de consumo de potencia (G1-GM) ;

en donde la unidad de comando autónoma (A) decide y lleva a cabo en base a unos datos recibidos del controlador externo a través de la conexión de datos, para cada conexión de aparato, una conexión entre cada conexión de aparato y una conexión seleccionada entre la conexión principal y la al menos una conexión secundaria, donde previamente, la unidad de comando autónoma mide el consumo de potencia de cada dispositivo externo conectado al conjunto de conexiones de aparato y envía dicha medición de consumo al controlador externo.

2. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de comando autónoma (A) adicionalmente comprende:

• una unidad de procesamiento de señal (2) ;

• una unidad de detección (3) ;

• una unidad electrónica de conmutación (4) ;

• una unidad de comunicaciones (5) ;

• una unidad de control (6) ;

tal que dichas unidades están conectadas y comunicadas entre sí de una forma seleccionada entre comunicación directa entre dos unidades y comunicación indirecta a través de al menos una unidad del resto de unidades comprendidas en la unidad de comando autónoma.

3. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de procesamiento de señal (2) adicionalmente comprende al menos:

• una unidad local de entrada-salida (21) que transmite y recibe datos hacia/desde otras unidades comprendidas en la unidad de comando autónoma;

• un procesador de señal digital (22) que calcula operaciones lógicas y aritméticas especializadas, ejecuta algoritmos, calcula comparaciones del consumo de potencia de los dispositivos externos conectados al conjunto de conexiones de aparato y calcula las energías disponibles entregadas por las redes de suministro de energía conectadas al enchufe inteligente (1) ;

• una unidad de memoria (23) que almacena unos datos, donde dichos datos son al menos: datos de consumo de potencia del dispositivo externo y energías disponibles a entregar por las redes, datos de calibración y autodiagnóstico, registros de operaciones, estadísticas operativas y combinación de los mismos; y,

• una unidad de calibración y auto-diagnóstico (24) para realizar al menos las siguientes funciones: rutinas de prueba automática, puesta en marcha, calibración de potencia para el procesamiento de señales, pruebas de comunicación, y combinaciones de las mismas.

4. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de detección (3) adicionalmente comprende al menos:

• un fusible (31) ;

• un circuito de detección de potencia (33) que mide el consumo de potencia del dispositivo externo de consumo de potencia conectado con una conexión del conjunto de conexiones de dispositivo;

• un circuito de manejo de señal (34) para realizar conversión analógica a digital y formato de datos;

• un circuito buffer (35) para registro y transmisión de datos a la unidad de procesamiento de señal (2) y a la unidad de control (6) ;

• un desacoplador optoelectrónico de detección (32) que:

o protege al resto de elementos comprendidos en la unidad de comando autónoma contra sobrecargas de potencia o cortocircuito; y,

o opera en un modo seleccionado entre analógico y digital; de tal forma que en modo analógico, el desacoplador optoelectrónico conecta el fusible con el circuito de manejo de señal, y en el modo digital, el desacoplador optoelectrónico conecta el fusible con el circuito de detección de potencia.

5. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad electrónica de conmutación (4) adicionalmente comprende al menos:

• un administrador de conmutación (41) que gestiona la conexión con la unidad de procesamiento de señal (2) , modera las comunicaciones y la transferencia de datos, y recibe órdenes de conmutación de la unidad de control (6) ;

• un controlador de conmutación (42) , el cual es una unidad lógica de mando y codificación que opera un conjunto de interruptores electrónicos (45) ;

• un desacoplador optoelectrónico de conmutación (43) que aísla los circuitos digitales de las líneas de suministro de potencia principal y secundarias;

• un administrador (44) de las líneas de suministro de potencia que protege los circuitos internos del enchufe inteligente (1) contra saturación de potencia o cortocircuito, en caso de avería del fusible; y,

• el conjunto de interruptores electrónicos (45) para abrir o cerrar las líneas eléctricas de potencia según comandos del administrador de las líneas de potencia (44) .

6. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de comunicaciones (5) adicionalmente comprende al menos:

• una interfaz de comunicaciones (51) que conecta físicamente el enchufe inteligente (1) con aparatos y redes de control local o remoto;

• una unidad transceptora (52) para transmitir y recibir datos hacia/desde controladores internos y externos; y,

• un agente de administración de red (53) que proporciona una interfaz para el control remoto y gestión del enchufe inteligente (1) por un administrador de red externa, y que notifica al administrador de operaciones o usuario a través de protocolos y procedimientos de gestión de red.

7. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de control (6) adicionalmente comprende al menos:

• un sistema operativo (61) que es la unidad básica de gestión de recursos del enchufe inteligente (1) administrando todos sus componentes y unidades;

• un procesador de control (62) que ejecuta el sistema operativo (61) y unas aplicaciones de control;

• una memoria interna de control (63) que almacena unos datos procedentes desde las unidades comprendidas en la unidad de comando autónoma y desde al menos un controlador externo;

• una unidad de estadísticas (64) que almacena datos históricos seleccionados entre: utilización del enchufe inteligente, energía entregable disponible, registros de comando, y combinaciones de los mismos; y,

• un administrador de dispositivos (65) que direcciona y comanda las unidades comprendidas en la unidad de comando autónoma.

8. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de control (6) adicionalmente comprende al menos:

• un controlador de puesta en marcha (66) ; y,

• un registrador de comandos y eventos (67) .

9. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 4, caracterizado porque cuando el desacoplador electrónico de detección (32) funciona en modo analógico, el circuito de detección de energía (33) es un circuito electrónico analógico de estado sólido que comprende dispositivos semiconductores, reguladores de potencia y amplificadores comparadores, tal que dicho circuito de detección de potencia (33) calcula el consumo de potencia real del dispositivo externo conectado, y lo codifica en una forma de onda analógica de magnitud proporcional a la energía.

10. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 4, caracterizado porque cuando el desacoplador electrónico de detección (32) funciona en modo digital, el circuito de detección de energía (33) es un circuito electrónico digital, tal que dicho circuito de detección de energía (33) calcula el consumo de potencia real del aparato conectado y lo codifica en forma de una palabra binaria.

11. Enchufe inteligente para uso doméstico e industrial en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de comando autónoma adicionalmente comprende:

• un puerto de conexión de líneas de potencia (7) , tal que la conexión secundaria (C1-CN) que conecta el enchufe inteligente con al menos una línea de suministro secundaria de corriente alterna CA (CA1-CAN) es llevada a cabo por dicho puerto de conexión de líneas de potencia;

• una fuente de alimentación (8) ;

• un enchufe macho (9) , tal que la conexión principal entre el enchufe inteligente y la línea de suministro principal de corriente alterna (CA0) es llevada a cabo mediante dicho enchufe macho;

• al menos un enchufe hembra (10) , tal que donde cada conexión de aparato que conecta el enchufe inteligente con el dispositivo externo de consumo de potencia (G1-GM) es llevada a cabo mediante dicho enchufe hembra;

• una unidad de protección (11) ;

• unas líneas eléctricas (12) de interconexión de las unidades comprendidas en la unidad de comando autónoma; y,

• un puerto de comunicaciones (13) , tal que la conexión de datos que conecta la unidad de comando autónoma con un controlador externo es llevada a cabo mediante dicho puerto de comunicaciones (13) , y donde adicionalmente, dicho puerto de comunicaciones está seleccionado entre un puerto de comunicación por cable y un puerto de comunicación inalámbrico.

12. Procedimiento de funcionamiento de un enchufe inteligente en redes eléctricas inteligentes, donde dicho enchufe inteligente está definido por cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende:

i) ejecutar un procedimiento de encendido según un esquema de operación denominado “modo encendido” (310) , donde la unidad de comando autónoma (A) define al menos una rutina denominada “rutina de encendido” (310R) que inicializa todas las unidades comprendidas en la unidad de comando autónoma, una vez que dicha unidad de comando autónoma (A) ha sido conectada a la línea de suministro principal de corriente alterna CA (CA0) , tal que la rutina de encendido proporciona unos parámetros de operación del enchufe;

ii) ejecutar un procedimiento de calibración y autodiagnóstico según un esquema de operación denominado “modo calibración” (311) mediante el cual, la unidad de procesamiento de señal (2) y la unidad de control (6) definen y ejecutan al menos una denominada “rutina de calibración” (311R) para calibrar y medir el consumo de potencia del enchufe inteligente y una rutina para realizar auto-diagnóstico, tal que la unidad de comando autónoma conecta el enchufe inteligente con una red de suministro de corriente alterna seleccionada entre la línea de suministro principal de corriente alterna CA (CA0) y la al menos una línea de suministro secundaria de corriente alterna CA (CA1-CAN) ;

iii) ejecutar un procedimiento de funcionamiento según un esquema de operación denominado “modo funcionamiento” (312) mediante el cual, la unidad de procesamiento de señal (2) y la unidad de control (6) de la unidad de comando autónoma (A) definen y ejecutan al menos una rutina denominada “rutina de funcionamiento” (312R) que lleva a cabo una selección de conmutación para que la unidad electrónica de conmutación (4) conecte cada uno de los dispositivos externos de consumo de potencia (G1-GM) a través del conjunto de conexiones de aparato (E1-EM) con una línea de suministro seleccionada entre la línea de suministro principal de corriente alterna CA (CA0) y la al menos una línea de suministro secundaria de corriente alterna CA (CA2-CAN) ; donde dicha selección de conmutación está basada en una información enviada a la unidad electrónica de conmutación (4) por la unidad de detección (3) y el controlador externo (F) a través de la conexión de datos (D) y de ahí a la unidad de comunicaciones (5) .

13. Procedimiento de funcionamiento de un enchufe inteligente en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 12, caracterizado porque adicionalmente comprende:

iv) ejecutar un procedimiento de puesta en reposo según un esquema de operación denominado “modo standby”

(313) definido por la ausencia de dispositivo externos de consumo conectados al enchufe inteligente; mediante dicho modo standby, la unidad de comando autónoma define y ejecuta al menos una rutina denominada “rutina de standby” (313R) , mediante la cual se realizan secuencialmente las siguientes acciones: a) realizar periódicamente mediciones de potencias consumidas en las conexiones de aparato (E1-EM) ; b) generar una señal de indicación de cero potencia consumida de aparato cuando se detecte que la suma de los valores de dichas mediciones de potencia es igual a cero o está por debajo de un valor pre-establecido, indicando que no hay dispositivos externos de consumo de potencia (G1-GM) conectados al enchufe; c) informar a la unidad de control (6) y las otras unidades internas que componen la unidad de comando autónoma (A) que el enchufe operará en un modo de reposo; d) informar al controlador externo (F) vía la conexión de datos (D) que el enchufe ha entrado en un modo de reposo.; y,

v) ejecutar un procedimiento de apagado según un esquema de operación denominado “modo apagado” (314) que detiene todos los procesos activos y acciones de control y desconecta la unidad de comando autónoma del controlador externo (F) , cuando el enchufe está conectado, activado y se han completado las rutinas de calibración y autodiagnóstico y está operando en el modo funcionamiento o el modo standby; mediante dicho modo apagado, la unidad de comando autónoma define y ejecuta al menos una rutina denominada “rutina de apagado” (314R) , mediante la cual se realizan secuencialmente las siguientes acciones: a) detectar un comando de apagado proveniente del controlador externo (F) o por acción directa del usuario sobre el enchufe inteligente; b) enviar al controlador externo (F) los valores de operación y estadísticas almacenados en memoria; c) finalizar la conexión entre la unidad de comando autónoma (A) y el controlador externo (F) ; d) detener el funcionamiento de todos los componentes de la unidad de comando autónoma (A) ; f) detener el sistema operativo (61) ; y, g) retirar la alimentación eléctrica a todos los circuitos internos del enchufe inteligente.

14. Procedimiento de funcionamiento de un enchufe inteligente en redes eléctricas inteligentes según la reivindicación 12, caracterizado porque:

• la “rutina de encendido” (310R) comprende: a) detectar el suministro de energía al enchufe vía la conexión principal (B) ; b) energizar los circuitos internos; c) cargar el sistema operativo (61) ; d) inicializar los otros componentes de la unidad de control (6) y las otras unidades internas que componen la unidad de comando autónoma (A) ; e) conectar la unidad de comando autónoma (A) con el controlador externo (F) vía la conexión de datos (D) ; f) iniciar el intercambio de datos entre la unidad de comando autónoma (A) y el controlador externo (F) para obtener parámetros de operación del enchufe; g) cargar dichos parámetros en las memorias internas de los distintos componentes de la unidad de comando autónoma (A) para iniciar la operación del enchufe;

• la “rutina de calibración” (311R) comprende: a) cargar en memoria volátil tipo RAM el valor de referencia de consumo de potencia del enchufe inteligente sin carga previamente almacenado en una memoria no volátil tipo ROM; b) medir el consumo de potencia real del enchufe inteligente por medio del circuito de detección conectado a la fuente de alimentación (8) ; c) comparar el valor de referencia de consumo de potencia y el consumo de potencia real del enchufe inteligente por medio de una unidad lógica interna, generando así un valor diferencia, u offset; d) almacenar en memoria y transferir al procesador de señal digital (22) dicho valor de offset; e) ejecutar algoritmo de selección de red de alimentación tomando como parámetros de entrada dicho valor de offset, el consumo de potencia medido, y los valores de energías disponibles y entregables por cada una de las líneas de suministro de CA disponibles en la instalación; f) generar identificador de red seleccionada; g) informar a la unidad de calibración y auto-diagnóstico (24) si la rutina de calibración se ha completado exitosamente o no basado en un identificador binario de costo; h) finalizar la rutina de calibración cuando el indicador binario de costo tenga un valor positivo previamente definido por el diseñador e informado a la unidad de control (6) , para iniciar el modo de funcionamiento del enchufe inteligente, o i) iniciar otro ciclo de corrección y compensación para terminar el modo de calibración, hasta que el indicador binario de costo sea un número positivo, a fin de lograr una adecuada calibración, informando así a la unidad de control (6) y abandonando el modo de calibración;

• la “rutina de funcionamiento” (312R) adicionalmente comprende: a) medir el consumo de potencia del dispositivo externo de consumo de potencia (G1-GM) ; b) comparar dicho valor de consumo de potencia con las energías disponibles y entregables promedio de la línea de suministro principal de corriente alterna CA (CA0) y las de las al menos una línea de suministro secundaria de corriente alterna CA (CA2-CAN) ; c) ejecutar un algoritmo de selección de mejor red de alimentación servidora; d) realizar los análisis de costos energéticos usando funciones de valor de costo provistas al enchufe por el controlador externo e incorporar los resultados de dichos análisis en la decisión de selección de red; e) seleccionar la mejor red de alimentación servidora; f) informar de la decisión a la unidad de control (6) y la unidad de procesamiento de señal (2) ; y, g) realizar la conmutación a la línea de suministro de corriente alterna CA correspondiente a la red seleccionada.


 

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