RS57909B1 - Arhitektura i sistem upravljanja i uređaj za mikro-mreže sa generisanjem, skladištenjem i potrošnjom energije, totalno integrisanog, dinamičnog i samo-konfigurišućeg tipa - Google Patents

Description

Tehničko polje pronalaska

Sadašnji pronalazak se odnosi na arhitekturu i sistem upravljanja i uređaj za mikromreže sposobne da spoje elemente koji u isto vreme obavljaju generisanje, skladištenje i potrošnju energije, koji se takođe konvencionalno nazivaju kombinovanim akronimom pro-con-sto-mer izvedeno iz engleskih termina proizvođač, potrošač i skladište, gde su navedene mikro-mreže, naročito, totalno integrisanog, dinamičnog i samo-konfigurišućeg tipa.

Ovaj pronalazak naročito pronalazi, mada ne i ekskluzivno, primenu na polju proizvodnje, distribucije, skladištenja i merenja energije, specifično električne prirode ali ne isključivo, posebno u razvijenim sistemima transfera energije i informacija koji se konvencionalno nazivaju pametne mreže (smart grids na engleskom jeziku).

U poslednje vreme se proučavaju i eksperimentiše se sa novim rešenjima mreža električne energije pametnog tipa, koje su sposobne da integrišu radnje različitih povezanih korisnika, tako što su ne samo potrošači već i proizvođači, uglavnom iz obnovljivih izvora, koji se takođe nazivaju prosumers na engleskom jeziku, u svrhu distribuisanja energije na efikasniji, ekonomičniji, bezbedniji i održiviji način dugoročno. Tako razvijene mreže, koje se konvencionalno nazivaju pametne mreže (smart grids na engleskom jeziku), osim snabdevanja i primanja energije, omogućavaju razmenu informacija i, naročito, poboljšano upravljanje i kontrolu korisnika i transfera energije gde se to zahteva.

Takođe je poznato da pametne mreže imaju za cilj transformisanje trenutnih centralizovanih sistema proizvodnje električne energije, sa povezanom daljinskom distribucijom, u mnoštvo navedenih prosumer-a koji su takođe međusobno povezani na pametan način, pri čemu su navedene mreže aktivnog tipa i dalje opremljene sa elektronskim komponentama i kompjuterskim sistemima koji ostvaruju odgovarajuću komunikaciju i odgovarajuću kontrolu, na takav način da omogućavaju poboljšano upravljanje protocima energije proizvedene od strane tradicionalnih stanica i takođe poboljšano upravljanje srednjim i malim proizvodnjama iz obnovljivih izvora, kao što su fotogalvanski, eolski i toplotno solarni, takođe prevazilazeći poznate i kompleksne poteškoće povezane za povratni tok.

Detaljnije, dvosmerni i poboljšani integracioni sistem kao što je gore opisano će obezbediti da svaki pojedinačni potrošač energije i proizvođač budu povezani na mrežu na takav način da komuniciraju i primaju podatke u svrhu činjenja mogućim u realnom vremenu profila potrošnje i proizvodnje koji su korisni upravljaču (menadžeru) mreže u planiranju proizvodnje i distribucije energije. Sa takvim ciljevima, čak i dugoročno, na primer svrhe na koje bismo želeli da podsetimo je da su prva rešenja pametnih brojila nedavno uvedena na tržište, koja se inače nazivaju pametna brojila (smart meters na engleskom jeziku), a koja su dizajnirana da integrišu navedene mreže tipa pametna mreža; naročito, navedena su pametna brojila povezana za komunikacionu mrežu u svrhu dopuštanja i kontrole dvosmernog tipa. Uprkos tome, očigledno je da u ukupnom redefinisanju tradicionalnih električnih mreža, od pasivnih i centralizovanih ka difuzinim i dvosmernim sistemima tipa pametna mreža, neće biti dovoljno da se uvedu nova pametna brojila već je potrebna nova totalna integracija i rešenja kontrole sposobna da, na primer, optimiziraju efikasnost pojedinačnih elemenata koji su povezani, da smanje razdaljine transfera energije, da smanje odvlačenje i gubitke sa javne mreže, da odgovarajuće kompenzuju reaktivna opterećenja generisana pojedinačnim čvorištima mreže, i da favorizuju rezmenu između korisnika, pa je prema tome neophodno takođe uvesti nove elektronske kontrolne uređaje opremljene sa algoritmima sposobnim da upravljaju i optimizuju tako tokove na najpogodniji i bezbedniji način.

Stanje tehnike

U svrhu određivanja stanja tehnike koje se odnosi na predloženo rešenje učinjena je konvencionalna verifikacija, pretragom javnih baza podataka, što je dovelo do pronalaženja nekih dokumenata iz stanja tehnike, kao što su dokumenti US2012/0159211 (Kim et al.), US 2012/0158159 (Kim et al.), WO2012/097204 (Carr), US2009/0088907 (Lewis et al.), US2009/0003243 (Vaswani et al.), WO2011/017525 (Alexander), US2012/0215370 (Seo et al.), US2009/0135753 (Veillette) US20100191996 (lino et al.). Takva rešenja opisuju različita rešenja mreža, takođe tipa sa čvorištima i strukturisana, uglavnom sa upućivanjem na načine komunikacije između pojedinačnih čvorišta i na zaštitu u vezi sa tim, ili na sisteme brojila ili takođe na logiku uzorkovanja i procene potrošnje, ili i dalje na hijerarhijske kontrolne sisteme. Naročito bismo želeli da pomenemo dokument JP2008061417 (Toshiba Corp.), koji opisuje sistem interkonekcije čvorišta lokalne mreže koji omogućava bezbedno izolovanje svakog čvorišta, posebno u slučaju prekida snabdevanja energijom iz javne mreže; navedeni sistem obezbeđuje mnoštvo čvorišta energije ili podsistema, gde svaki sadrži elemente potrošnje i elemente proizvodnje takođe sa elektronskim kontrolorom koji upravlja tokom snabdevanja i potrošenje od strane takvih elemenata i koji takođe meri ulaz i izlaz toka energije navedenog čvorišta koji imaju mogućnost da interveniše prekidajući takve tokove. Interkonekcija između susednih čvorišta je serijskog tipa i sadrži elektronska brojila, ulaze i izlaze, i prekidače za prekid veze radi prekida rada takvih tokova kako bi se kontrolisala neravnoteža između potražnje i snabdevanja energijom u svakom pojedinačnom čvorištu, čineći ga u osnovi jednakim nuli. Naročito, proizvodnja svakog čvorišta je podeljena između prvog konstantnog sistema snabdevanja, drugog sistema koji otprilike prati zahteve čvorišta, i trećeg sistema kompenzacije koji je tipa sa lakim aktiviranjem u slučaju potrebe;

štaviše, sistem uključuje moguća sredstva za skladištenje energije, koja su uporediva sa navedenim trećim sistemom, u svrhu kompenzacije, i koja u realizaciji takođe obezbeđuju transfer viška energije uobičajenom sistemu za proizvodnju i skladištenje sa koga čvorišta povezana sa njim mogu da povuku energiju u slučaju potrebe.

Nedostaci

Poznata i konvencionalna rešenja imaju neke nedostatke a naročito u pogledu potpune integracije mreža pametnog tipa. Takva rešenja, na primer, ne opisuju kako ostvariti i razviti i optimizovati sitem lokalne energetske mreže sa čvorištima gde je svako simultano generator, skladište i potrošač energije potpuno integrisanog, dinamičnog i samo-konfigurišućeg tipa; gde navedena poznata i konvencionalna rešenja, štaviše, ne obezbeđuju specifičnu logiku upravljanja za takve optimizacije prema različitom stanju uslova svakog pojedinačnog čvorišta. Najrazvijenija rešenja, naročito, obezbeđuju korišćenje modernih pametnih brojila da se izmeri ulaz i izlaz energije pojedinačnog čvorišta, da se pošalju informacije elektronskom kontroloru čvorišta da prati i procesuira podatke, prekine tokove ukoliko je to neophodno ili da interveniše na elementima proizvodnje i potrošnje sopstvenog čvorišta kako bi se uravnotežio interni balans energije; štaviše, postoji akumulacija energije za internu upotrebu radi kompenzacije ili uobičajene centralizovane akumulacije radi eksterne upotrebe. Takva rešenja, ipak, ne dopuštaju pojedinačnom čvorištu da aktivno vodi dijalog u dvosmernom pravcu sa kontrolorima drugih čvorišta, i preko njih sa celom mrežom, da ostvari arhitekturu sistema lokalne mreže koja je namenjena optimizovanom prenosu energije i informacija kako unutar svakog čvorišta tako i van, ka drugim čvorištima ili lokalnim mrežama, na potpuno integrisan način, u obliku inovativne pametne mreže koja može varirati u konfiguraciji konekcija i dinamičkom ponašanju povezanih elemenata i čvorišta; prema tome, poznata rešenja nisu pogodna za preovlađujuće korišćenje obnovljivih izvora energije a koja imaju mogućnost velike varijabilnosti (promenjljivosti) proizvodnje, kao što fotogalvanska solarna energija, i nisu čak pogodna za direktan transfer drugim čvorištima energije proizvedene i uskladištene unutar sopstvenog čvorišta. Takođe je pronađeno da poznata i konvencionalna logika upravljanja pojedinačnim čvorištima ne dopušta kontinuirano samo-konfigurisanje kontrolora i čvorišta prema navedenoj konfiguraciji i varijabilnosti ponašanja u slučaju potpuno integrisane i proširive lokalne energetske mreže.

Suština pronalaska

Ovi i drugi ciljevi su postignuti sadašnjim pronalaskom prema karakteristikama kako su date u priloženim zahtevima, rešavajući pomenute probleme arhitekturom sistema lokalne mreže (10) sačinjene od bar dva čvorišta (11) čineći pojedinačne mikro-mreže, gde se svakom upravlja samo-konfigurišućem kontrolorom (200) čvorišta koji je takođe povezan za kontolore drugih čvorišta i za pojedinačne elemente generisanja, skladištenja i potrošnje energije sopstvenog čvorišta, gde su takvi elementi varijabilni u svojoj konfiguraciji i dinamici svog ponašanja; navedeni kontrolor (200) takođe optimizuje transfere energije prema specifičnoj logici upravljanja rutinskog i podrutinskog tipa.

Ciljevi

Značajnim kreativnim doprinosom postignut je efekat koji konstituiše trenutan tehnički progres različitih ciljeva.

Na prvom mestu, moguće je dobiti optimizaciju svakog pojedinačnog čvorišta sa potpunom integracijom kako unutar, ka elementima koja ga konstituišu, tako i van, ka drugim čvorištima i mrežama, takođe dopuštajući da se automatski kompenzuju promene u proizvodnji, zahtevima za i skladištenjem energije, a koja je dinamičnog i samo-konfigurišućeg tipa. Naročito, navedena čvorišta dopuštaju dvosmerni dijalog jedan-na-jedan tipa između pojedinačnih elemenata koji ga čine, pošto su opremljena sopstvenom inteligencijom, a takođe između pojedinačnih međusobno povezanih čvorišta koja formiraju navedenu mikro-mrežu, prema specifičnoj logici upravljanja obezbeđenoj od strane elektronskog uređaja koji se ponaša kao kontrolor pojedinačnog čvorišta; gde navedeno čvorište, štaviše, dopušta varijabilnu konfiguraciju realizacije pošto je sposobno da prepozna modifikacije u broju i tipu povezanih komponenti i da se automatski adaptira prema njima u skladu sa specifičnim potrebama, kao što su održavanje, deaktiviranje iz bezbednosnih razloga, slobodno dodavanje novih elemenata i eliminacija ili zamena postojećih elemenata.

Drugi cilj dopušta da se kombinuju istorijski profili korišćenja pojedinačnih elemenata generisanja, skladištenja i opterećenja pojedinačnih čvorišta, naročito sa samoučećom logikom, u svrhu davanja informacije i radnih adresa o varijaciji konfiguracije i/ili o korišćenju navedenih komponenata čvorišta.

Treći cilj dopušta dobijanje optimizacije cele lokalne mreže sačinjene od navedenih čvorišta, gde je svako pojedinačno čvorište povezano na takav način da dopušta dvosmeran dijalog između kontrolora svih čvorišta, prema specifičnoj kontrolnoj logici koja dopušta navedenom kontroloru da jednako doprinosi upravljanju navedenom lokalnom mrežom.

Dalji cilj upućuje na činjenicu da omogućava profitabilno i optimizovano upravljanje tokom celog dana bilo kog dana u godini, integrišući generisanje, skladištenje i korišćenje električne i/ili toplotne energije, uglavnom ali ne isključivo iz obnovljivih izvora kakav je solarna energija, naročito oba od strane pojedinačnog čvorišta potrošnje i generisanja, i putem navedene lokalne mreže pogodno interkonektovanih čvorišta kojima se upravlja, takođe sa specifičnom logikom.

Dalji cilj se sastoji od ograničavanja korišćenja eksterne energetske distributivne mreže.

Sledeći cilj je da se rastereti navedena eksterna mreža u vremenskim pikovima ulaza ili transfera energije.

Dalji cilj je da se napravi ne-sinhronizovana proizvodnja i potrošnja pojedinačnog čvorišta putem njegovog sopstvenog skladišta, i takođe da se dopusti navedenom čvorištu da uživa kapacitet skladišta drugih čvorišta iste lokalne mreže, pa je stoga manji kvantitet skladišta postao neophodan za svako pojedinačno čvorište. Tako da se povoljno menja poznata slika prosumer, ili drugačije rečeno, korisnika koji je samo proizvođač i potrošač energije, sa takozvanim proconstomer, ili drugačije rečeno, korisnika koji je simultano proizvođač, potrošač i skladište energije, čija veza (konekcija) sa drugim proconstomer-ima dovodi do većih sinergističkih koristi nego kod onih konvencionalnih pametnih mreža kako su do sada opisane.

Kao konsekvenca, dalji cilj je da se dopusti bolje planiranje u otpremljivanju i distribuciji električne energije putem oblasnih ili nacionalnih mreža srednjeg napona, ili MV, i visokog napona, ili HV.

Dodatni cilj je potonja veća radna regularnost i linearnost velikih nacionalnih elektrana za proizvodnju energije, koje imaju regularnija opterećenja naniže i opremljene su sa skladištem i lokalnim upravljanjem sa kompenzacijama inter-čvorišta između proizvodnje, skladištenja i potrošnje, na taj način koristeći karakteristiku tako opisanih lokalnih mreža takođe se zove brijanje pika (peak shaving na engleskom jeziku), i tako ostvaruju veću radnu ekonomičnost.

Dalji cilj se sastoji od činjenica da se ima transportovati manja količina energije za srednje i duge sekcije, sa potonjim manjim gubitcima i većom globalnom efikasnošću.

Dalji cilj je de se napravi čvorište i cela lokalna mreža koji se mogu skalirati i koji su modularni, ili drugačije rečeno, sposobni da povećaju ili smanje kapacitet generisanja i skladiša, u bilo koje vreme i bez posebnih restrikcija osim veličine električnih kablova. Naročito, radi održavanja i problema bezbednosti, ovaj pronalazak dopušta da se poništi ili smanji kapacitet generisanja ili skladišta pojedinačnih elemenata, pošto su povezani na dvosmeran način sa navedenim kontrolorskim uređajem čvorišta; štaviše, sistem dopušta da se automatski ili voljno u bilo koje vreme snizi napon do bezbednih vrednosti. Takav sistem takođe dopušta da se prati i optimizuje korišćenje pojedinačnih elemenata generisanja i skladišta, izbegavajući preterana opterećenja i kvarove i takođe omogućavajući veću efikasnost. Ovaj sistem takođe omogućava kompletnu integraciju funkcija dijagnostike, kontrole i tele-merenja kako na nivou čvorišta tako i na nivou lokalne mreže, da se kompenzuju, predviđaju i planiraju zahtevi za energijom čvorišta, mreže i oblasti. Takav sistem lokalne mreže sa čvorištima je takođe poveziv za druge jednako strukturisane lokalne mreže u svrhu realizovanja čvorišta lokalnih čvorišta, čime se ono uvećava na većem prostoru uz iste benefite kao i na manjem prostoru, kako je gore u tekstu opisano.

Široka dostupnost podataka i obezbeđenih informacija je dostupna na nivou svakog pojedinačnog čvorišta a lokalna mreža će dopustiti povoljne i korisne promene u profilima potrošnje. Proconstomer-i će postati sve više informisani, odgovorni i sposobni da upravljaju povoljnim profilom potrošnje u skladu sa energijom koja je proizvedena, uskladištena i s vremena na vreme prenosiva na druga čvorišta. Olakšavanje i podrška takvom procesu za procenu i donošenje odluka je dalji cilj ovog pronalaska.

Ove i druge koristi će se pojaviti iz detaljnog opisa nekih poželjnih realizacija koje slede, takođe uz pomoć priloženih šematskih slika (crteža) koji ne treba da se shvate kao ograničavajući već samo kao ilustrativni.

Sadržaj slika (crteža)

Slike 1a, 1b, 1c prikazuju tri simplifikovana dijagrama distribuisane lokalne mreže obezbeđene ovim pronalaskom, sačinjena od mnoštva energetskih mikro-mreža koje se nazivaju čvorišta (N) koja pojedinačno obuhvataju mikro-skladište (A) i mikrogenerisanje (G) energije, uglavnom iz obnovljivih izvora, pri čemu navedena čvorišta pogodno generišu, skladište i razmenjuju energiju, a onda je troše (C),

koju je takođe moguće povezati za energetsku mrežu koja je eksterna tom postrojenju, pri čemu se konekcije čvorišta n razlikuju prema tri moguća uslovna stanja:

● Simultano povezane za lokalnu mrežu i za navedeno postrojenje (Slika 1a); ● Povezane samo za lokalnu mrežu (Slika 1b);

● Privremeno povezane samo za to postrojenje (Slika 1c).

Slika 2 je dijagram koji se odnosi na generisanu električnu energiju (EGT1) i na potrošenu energiju (ECT1), mereno u KWh tokom 24 sata, u hipotetičkom Čvorištu 1.

Slika 3 je dijagram koji se odnosi na razliku između generisane energije (EGT1) i potrošenje energije (ECT1) u Čvorištu 1, kao na Slici 2.

Slika 4 je dijagram koji se odnosi na uskladištenu električnu energiju (EGT1 ACCUM) u odnosu na kupljenu energiju (EN ACQ1) u Čvorištu 1, kao na Slici 2, koje je takođe opremljeno sa sistemom skladišta.

Slika 5 je dijagram koji se odnosi na generisanu električnu energiju (EGT2) i na potrošenu energiju (ECT2), mereno u KWh tokom 24 sata u hipotetičkom Čvorištu 2, gde je EGT2 jednaka sa EGT1 istog dana kada i za Čvorište 1, kao na Slici 2, ali sa različitim profilom potrošnje.

Slika 6 je dijagram koji se odnosi na razliku između generisane energije (EGT2) i potrošene energije (ECT2) u Čvorištu 2, kao na Slici 5.

Slika 7 je dijagram koji se odnosi na uskladištenu električnu energiju (EGT2 ACCUM) u odnosu na kupljenu energiju (EN ACQ2) u Čvorištu 2, sa Slike 5, koje je takođe opremljeno sistemom skladišta.

Slika 8 je simplifikovani dijagram mreže lokalnih mreža formirane od strane lokalne mreže 1 sa lokalnom mrežom 2, a koje pojedinačno obuhvataju mnoštvo čvorišta (N).

Slika 9 je simplifikovani dijagram moguće konfiguracije čvorišta (N1) i njegovog kontrolor servera, koje je takođe povezano spolja sa drugim čvorištima (N2, N3, N4) i za nacionalnu električnu mrežu (REN).

Slika 10 je simplifikovani dijagram moguće instalacije, sa generisanjem i skladištem električne i toplotne energije.

Slika 11 je simplifikovani dijagram moguće instalacije, sa generisanjem i skladištem električne energije u mreži jednosmerne struje (DC mreža).

Slika 12a je tabela toka logike upravljanja (L/a) pojedinačnog čvorišta n od strane kontrolor servera čvorišta, u odnosu na stanje (a), kao na Slici 1a, drugim rečima, simultano povezanog za lokalnu mrežu i navedeno postrojenje u mreži.

Slika 12b je tabela toka logike upravljanja (L/b) pojedinačnog čvorišta n od strane kontrolor servera čvorišta, u odnosu na stanje (b), kao na Slici 1b, drugim rečima, povezano samo za lokalno mrežu.

Slika 12c je tabela toka logike upravljanja (L/c) pojedinačnog čvorišta n od strane kontrolor servera čvorišta, u odnosu stanje (c), kao na Slici 1c, drugim rečima, privremeno povezano samo za navedeno postrojenje. Slika 13 je tabela toka logike utvrđivanja (Logika D) prvog čvorišta n koje se služi sa Erich (if).

Slika 14 je tabela toka logike odabira (Logika E) čvorišta/više čvorišta koja vrše transfer Erich (if) čvorištu n.

Slika 15 je tabela toka logike smanjenja i isključenja opterećenja (Logika F) na čvorištu n.

Slika 16 je tabela toka logike samo-konfigurisanja (Logika G) od strane kontrolor servera svakog pojedinačnog čvorišta n.

Slika 17 je tabela toka logike izračunavanja dostupnosti ili zahteva za energijom (Logika H) svakog pojedinačnog čvorišta.

Praktično realizovanje pronalaska

Sledeći pojmovi u opisu koji sledi podrazumevaju značenja kako je specifikovano:

Čvorište: mikro-mreža sposobna da simultano povezuje elemente generisanja, skladišta i potrošnje energije. Čvorište može takođe biti povezano za jedno ili više drugih čvorišta u lokalnoj mreži; štaviše, čvorište takođe može biti povezano za postrojenje.

Proconstomer je skraćenica za pojmove na engleskom jeziku producer (proizvođač) – consumer (potrošač) – storer (skladištar): upućuje na entitet koji simultano dopušta ili ne dopušta generisanje, potrošnju i skladište energije. Prosumer je skraćenica za pojmove na engleskom jeziku producer – consumer: upućuje na entitet koji simultano dopušta ili ne dopušta generisanje i potrošnju energije.

Pametna mreža: mreža entiteta koji razmenjuju informacije i/ili energiju jedni između drugih obavljajući retroaktivna ponašanja koja dopuštaju prednosti različitog tipa kao što su to ekonomske prirode, prirodnog okruženja, efikasnosti, distribucije informacija, kontrole, upravljanja, dužine trajanja i drugo.

Lokalna mreža: mreža čvorišta poveznih jedno sa drugim, u kojoj postoje simultano bar jedan element ili uređaj generisanja i/ili skladištenja i/ili potrošnje energije. Lokalna mreža je pametna mreža koja usvaja logiku povezivanja kako je opisano u ovom pronalasku, a zasnovana je na povezivanju proconstomer čvorišta koja su u gornjem tekstu definisana.

Postrojenje: tradicionalna mreža elektro distribucije, ili takođe još jedan oblik energije kao što je toplotna energija; generalno navedena mreža je nacionalnog, oblasnog ili opštinskog tipa.

Varijabilnost (promenjljivost): u ovom pronalasku normalno se definiše kao promenjiva fizičke konfiguracije konekcije i opreme povezane za navedeno čvorište, koja se može menjati s vremena na vreme prema broju i tipu uređaja za generisanje, skladištenje ili potrošnju povezivanjem ili isključivanjem iz konekcije prema čvorištu ili prema svom kontroloru čvorišta, kako je opisano u onome što sledi. Promenjljiva je takođe veza od čvorišta do čvorišta u navedenoj lokalnoj mreži.

Dinamika: u ovom pronalasku se definiše kao dinamika ponašanja u vremenu, prošlosti i/ili budućnosti, karakterističnih specifičnih parametara čvorišta s obzirom na istu konfiguraciju. Naročito protekom vremena, profil generisanja, skladištenja i potrošnje energije svakog čvorišta se menja dinamično.

Samo-konfigurišući: u pronalasku se normalno definiše kao samo-regulišuća karakteristika svakog čvorišta da verifikuje u prepozna koliko je mnogo i koliko tipova uređaja za generisanje, skladištenje i potrošnju s vremena na vreme povezano za samo čvorište i za njegov kontrolor čvorišta, kao i koliko mnogo i koja su čvorišta povezana za isto čvorište u lokalnoj mreži.

Uslovno stanje, je tip mogućeg stanja konekcije svakog pojedinačnog čvorišta, gde se mogu razlikovati tri moguća slučaja: a) simultano povezano za lokalnu mrežu i navedeno postrojenje; b) povezano samo za lokalnu mrežu; c) privremeno povezano samo za postrojenje.

Komunikacija i dijalog: u pronalasku se normalno definiše kao komunikacija i dijalog između čvorišta ili između čvorišta pojedinačnog uređaja povezanog za čvorište, koji je tipa za generisanje ili skladištenje ili čak za potrošnju, razmenu informacija i/ili energije u jednom ili oba smera.

Optimizacija: pravljenje izbora usmerenih ka dobijanju željenog ili povoljnijeg stanja izraženog putem logike ili algoritama prema seriji/kombinaciji postojećih uslova i/ili prema izmerenim i/ili prethodno postavljenim parametrima.

Pametan: u pronalasku pametan je uređaj ili čvorište karakterisani sposobnostima komunikacije i/ili optimizacije, kako je to u gornjem tekstu opisano.

Rutina i pod-rutina: izračunavanje i/ili procena logike koja iz seta parametara ili stanja datih na ulazu određuje ostale i/ili dalje ih šalje ka izlazu.

Kontrolor čvorišta: u pronalasku se nomalno definiše kao takav elektronski sistem koji je opremljen sa memorijom, logikom koja se može programirati i odgovarajućim softverom za praćenje (monitoring), dijalog i upravljanje elementima generisanja, skladištenja i potrošnje energije kojima se upravlja u čvorištu kao i za upravljanje i dijalogom sa drugim čvorištima povezanim u lokalnu mrežu; ovaj kontrolor čvorišta primenjuje logiku obezbeđenu sadašnjim pronalaskom.

Opis pronalaska

Pronalazak se odnosi na realizovanje lokalne mreže (10) sačinjene od konekcija čvorišta (11) sa povoljnim i optimizovanim upravljanjem tokom 24 časa bilo kog dana u godini a između generisanja, skladištenja i korišćenja, trenutno ili odloženo, električne i/ili toplotne energije iz obnovljivih izvora, uglavnom ali ne isključivo solarnog porekla, kako sa pojedinačnom mikromrežom energije koja se konvencionalno naziva korisničko ili generišuće čvorište ili jednostavno čvorište (11), tako i putem mreže blagovremeno međusobno povezanih čvorišta kojima se upravlja, koja se takođe naziva lokalna mreža (10).

Opisano rešenje dopušta, naročito, da se optimizuje upravljanje pojedinačnim čvorištem (11) i takođe da se optimizuje upravljanje između čvorišta. U ovu svrhu, navedena lokalna mreža (10) suštinski upravlja distribuiranom mrežom mikro-generisanja i mikro-skladištenja energije iz obnovljivih izvora, iako ne isključivo iz navedenih izvora, između čvorišta (11) koja pogodno generišu skladište i razmenjuju energiju, a potom je troše.

Detaljnije, elementi čvorišta koji generišu (111), skladište (113) i vrše potrošnju (112) energije su varijabilni po svojoj konfiguraciji i dinamici u njihovom ponašanju, baš kao što navedena lokalna mreža (10) može biti varijabilna i dinamična, gde je navedena varijabilnost u konfiguraciji i navedenom dinamizmu u ponašanju primenjiva kako za čvorište (11) tako i za mrežu (10). Svako pojedinačno čvorište (11) i takođe lokalna mreža (10), prema tome, mogu biti sposobni da kontrolišu simultano i dinamično, prema trenutnoj konfiguraciji, potrošnju, generisanje i skladištenje energije. Logični dijagram referenci, čisto ilustrativnog tipa, je prikazan na Slikama 1a – 1c, pri čemu svako čvorište (11) može: trošiti energiju putem navedenih elemenata (112) potrošnje, gde je potrošnja konvencionalno naznačena slovom C; generisati energiju putem navedenih elemenata (111) generisanja, gde je navedeno generisanje konvencionalno naznačeno sa slovom G; skladištiti energiju putem navedenih elemenata (113) skladištenja, gde je skladištenje naznačeno slovom A; vući energiju iz eksternog postrojenja (110) kao što je nacionalna mreža koja je konvencionalno predstavljena simbolom pilona (stuba); dati ili povući energiju ka/od bar jednog od čvorišta (11) lokalne mreže (10) za koje je povezano.

Naročito, konekcije pojedinačnog čvorišta obezbeđuju bar jedno od tri stanja:

● Prvo stanje (stanje a): pojedinačno čvorište je simultano povezano za navedenu lokalnu mrežu i takođe za postrojenje (Slika 1a);

● Drugo stanje (stanje b): pojedinačno čvorište je povezano samo za lokalnu mrežu, trajno ili privremeno (Slika 1b);

● Treće stanje (stanje c): pojedinačno čvorište je privremeno povezano samo za postrojenje (Slika 1c).

Pribegavanje eksternoj energetskoj mreži (110), koja se takođe konvencionalno naziva postrojenje; i generalno upućuje na nacionalnog, oblasnog ili opštinskog snabdevača električnim uslugama, je sačinjeno samo od čvorišta (11) u sledećim slučajevima: zasićenost kapaciteta skladišta celokupne lokalne mreže (10) i postojanje dalje generisane energije od strane čvorišta koja prema tome može biti transferisana na eksternu mrežu, nedostatak energije uskadištene u svakom čvorištu u odnosu na zahteve potrošnje koji su veći od nivoa generisane energije u tom momentu.

Specifično, pronalazak se rodio iz potrebe da se kombinuju na najpovoljniji mogući način profili lokalnog generisanja EGT (Energija generisana u određenom vremenskom periodu) sa profilima lokalne potrošnje ECT (Energija potrošena u određenom vremenskom periodu) pojedinačnog čvorišta N (11), koji u normalnoj situaciji nikada nisu sinhronizovani. Na primer, videti Sliku 2 koja se tiče generisanja i potrošnje električne energije u hipotetičkom Čvorištu 1 u različitim sastima X dana; i dalje, na primer, videti Sliku 3 sa negativnim vrednostima gde bi se pribeglo eksternoj mreži radi kupovine energije neophodne za Čvorište 1 istog dana X. Rešenje skladištenja energije na čvorištu dopušta da se raspare tokom dana EGT i ECT profili i da se ograniči pristup mreži radi kupovine neophodne energije. Na Slici 4, na primer, može se videti tokom istog dana X situacija za čvorište 1 dato sa odgovarajućim sistemom skladištenja energije; proizvedena energija EGT1 i blagovremeno uskladištena u čvorište u najvećoj meri pokriva zahteve ECT1 samog čvorišta, smanjujući pribegavanje eksternoj mreži (negativne vrednosti). Štaviše, blagovremenim iskorišćavanjem mogućnosti opremanja elemenata generisanja i skladištenja sa odgovarajućom inteligencijom kako bi se aktivirao dijalog unutar pojedinačnog čvorišta, dobija se inovativno i originalno rešenje opisano u tekstu koji dalje sledi. Dalje, blagovremenim iskorišćavanjem mogućnosti opremanja svakog čvorišta (11) sa odgovarajućom inteligencijom kako bi se aktivirao dijalog sa drugim analognim čvorištima, dobijena je ekonomičnost energije kao celine, povlačenjem između nekoliko čvorišta energije generisane i uskladištene u različitim čvorištima, što dopušta manje sveukupno pribegavanje eksternoj mreži (110). Imajući u vidu gore navedeno, zaključeno je da je navedena ekonomičnost energije povoljna ne samo sa pojedinačno čvorište (11) već i za mrežu čvorišta (10) i takođe za eksternu distribucionu mrežu (110), koja je oslobođena od vremenskih pikova ulaza i/ili izlaza energije.

Dalje, čisto putem primera, zamišlja se hipoteza drugog Čvorišta 2 karakterisanog, radi jednostavnosti, sa istim profilom generisanja EGT2 = EGT1 ali sa različitim profilom potrošnje ECT2 na isti dan X, kada se može imati situacija za navedeno Čvorište 2 predstavljeno na Slici 5; u tom slučaju, nesrazmera između generisane i potrošene energije na Čvorištu 2 na dan X je prikazana na Slici 6. Ukoliko je Čvorište 2, takođe snabdeveno sa odgovarajućim sistemom skladištenja energije, kako je to obezbeđeno sa sadašnjom idejom patenta, situacije skladištenja energije spram kupovine energije od strane Čvorišta 2 na isti dan X bi bila prikazana na Slici 7.

U slučaju u kome su, sa druge strane, Čvorište 1 i Čvorište 2 takođe povezani u lokalnu mrežu kako je obezbeđeno ovim pronalaskom, Čvorište 1 bi moglo detektovati da od 4 do 8 sati, umesto kupovine energije sa eksterne mreže da se pokriju zahtevi ECT1, može transferisati energiju generisanu (moguće iz obnovljivog izvora), uskladištenu i neupotrebljenu od strane Čvorišta 2 koja bi od 4 do 8 sati pokrila tačno zahteve Čvorišta 1. Iz takve hipoteze zaključeno je da cena energije proizvedene i razmenjene od strane navedene lokalne mreže mora biti niža od one koju ima nacionalna eksterna distribuciona mreža ili da je takav bilans između kupljene i prodate energije od strane pojedinačnog čvorišta profitabilan za samo čvorište. Stoga je povoljno za oba čvorišta da se opreme sa neophodnim uređajima, na načine koji su obezbeđeni ovim pronalaskom, na takav način da se povežu na lokalnu mrežu. U ovu svrhu, podsećamo da je gore opisani primer čisto teoretski, a u realnosti će lokalna mreža (10) biti umesto toga sačinjena od nekoliko čvorišta (11) a povezivanje između čvorišta će biti tipa koji se konvencionalno naziva mnoštvo-za-mnoštvo, što će reći, svako čvorište će biti sposobno da međusobno kontaktira, direktno ili putem drugih čvorišta, sa nekoliko čvorišta iste mreže.

Korišćenje mreže (10) sa čvorištima (11) kako je opisano dopušta da se dobiju dalje prednosti. Na primer, podsećamo da je statistički verovatnoća da je bilo koje od čvorišta mreže snabdeveno sa energijom uskladištenom u momentu Tx daleko veća što je veći broj međusobno povezanih čvorišta, što je veća prosečna vednost generisanja u momentu Tx na tom čvorištu, što je veći ukupni kapacitet skladišta tog čvorišta u odnosu na prosečnu vrednost potrošnje u momentu Tx tog čvorišta. Imajući u vidu da je vremenski razmak između profila potrošnje uvek postoji verovatnoća veća od nule za čvorište da pronađe energiju uskladištenu na mreži, ukoliko generisanje nije prekinuto. Dodatno prednosti pronalaženja energije pogodno proizvedene iz obnovljivog izvora u lokalnoj mreži je da svako čvorište (11) prema tome uživa kapacitet skladišta drugih čvorišta. Ovo rezultira u tome da veličina kapaciteta skladišta pojedinačnog čvorišta može biti manja, ukoliko je povezano na mrežu (10) takve prirode, u odnosu na veličinu kapaciteta skladišta u situaciji gde se ono nalazi samostalno, sa jednako generisanom i potrošenom energijom.

Dodatno onome što je u gornjem tekstu navedeno, sledeća važna prednost povezivanja u mrežu čvorišta, koja su simultani generatori, skladištari i potrošači, se sastoji u manjoj količini energije koja se ima transportovati za srednje-dugačke oblasti, pa su prema tome manji gubitci za nacionalnu mrežu i sveukupno je pozitivan bilans u pogledu energetske efikasnosti.

Sledeća prilična prednost, kako za čvorište (11) tako i indirektno za celu lokalnu mrežu (10) kako je zasnovana, je sposobnost prilagodljivosti (skalabilnosti) i modularnosti, na drugi način rečeno, povećanja ili smanjenja kapaciteta generisanja ili skladišta, i očigledno takođe i potrošnje, koje svako pojedinačno čvorište sprovodi u bilo koje vreme bez posebnih ograničenja osim onih koji se tiču veličine električnih kablova koji podržavaju mrežu. Navedena prilagodljivost se može postići zahvaljujući posebnom dijalog protokolu u mreži između svake od njenih komponenti i inteligeniciji koja je obezbeđena na svakom elementu (111) generisanja energije, kao što je pojedinačan panel pametnog tipa, i na svakom akumulatoru (113) energije, kao što je pojedinačna baterija pametnog tipa. Navedena prednost dopušta, na primer, da u bilo koje vreme Čvorište X može da odluči da instalira dodatni element generisanja i/ili dodatni element skladišta jednostavnim manevrom instalacije, povezivanja (konekcije) i resetovanjem softvera za kontrolu sistema koji će trenutno videti novo instalirani kapacitet čvorišta X, kao što će potonje biti trenutno viđeno od strane celokupne lokalne mreže kojoj Čvorište X pripada.

Gore opisano važi takođe i za obrnutu situaciju: usled nekih radnih stanja dijagnostikovanog kvara ili bezbednosti kao što je prevazilaženje napona i/ili granica struje, pojedinačno čvorište X može da odluči prema protokolu koji je implementiran u pojedinačne komponente i/ili prema kontrolnom serveru da isključi ili poništi kapacitet generisanja svakog pojedinačnog panela ili bilo kog elementa generisanja, baš kao što može da odluči o isključivanju svakog pojedinačnog elementa skladišta. Celokupno čvorište (11) može trenutno biti isključeno iz lokalne mreže (10) i/ili mogu biti isključeni pojedinačni elementi (111) generisanja, i/ili elementi (113) skladišta. Napon prema tome može biti snižen do bezbednih vrednosti u bilo kom momentu radi koristi i radi bezbednosti onih koji možda moraju da intervenišu u postrojenju (na primer radnici održavanja ili vatrogasci). Odgovarajući softver dijagnostike i optimizacije će blagovremeno uzeti u obzir stanje usluga i rada svake pojedinačne komponente generisanja i skladišta i blagovremeno će obaviti njihovo korišćenje da se izbegnu preopterećenja i na kraju smanji efikasnost i/ili dovede do kvarova, osim programiranog planiranja i preventivnog održavanja. Očigledno sve funkcije dijagnostike, kontrole i tele-merenja će biti moguće na nivou čvorišta i lokalne mreže time čineći ekstremno transparentnim i održivim svaki element mreže sa evidentnim prednostima za komponente mreže.

Sledeća značajna prednost, kako za čvorište (11) tako i za lokalnu mrežu (10), i za nacionalnu mrežu (110) za koju mreža može biti povezana, je nivo konstantnih informacija u realnom vremenu o stanju generisanja, skladišta i potrošnje svakog pojedinačnog čvorišta; takva karakteristika, naročito, takođe dopušta da se realizuje mreža lokalnih mreža. U ovu svrhu, iskorištava se mogućnost međusobne komunikacije (interfejs) i razmene informacije i energije između nekoliko lokalnih mreža, gde dva periferna čvorišta koja pripadaju dvema različitim mrežama, pogodno povezana jedno za drugo, mogu da povežu dve lokalne mreže; generalno, takvo rešenje dopušta progresivno širenje realizovanja navedene mreže lokalnih mreža, kako je to predstavljeno na Slici 8 sa čisto logičnim i ilustrativnim dijagramom. Sa teoretskog stanovišta, dve povezane mreže se ponašaju kao dva čvorišta u mreži; razmena i pravila koja će biti primenjena između navedenih čvorišta u mreži će se takođe primeniti između navedenih mreža u mreži.

Navedeno čvorište (11), kako je to dato ovim pronalaskom, predstavlja posebnu konfiguraciju takođe sa karakterističnom opremom koja je sačinjena od delimične ili potpune kombinacije sledećih uređaja, koji takođe mogu biti integrisani jedan sa drugim:

● Konekcija nacionalne nisko-naponske (220-380V) distribucione mreže, sa povezanim prekidačem i brojilom;

● Sistem za generisanje, na primer fotonaponskog tipa, sa visokom efikasnošću konverzije i speciffičnom DC strujom niske cene;

● Optimizatori MPPT tipa, konvencionalni akronim za pojmove na engleskom jeziku Praćenje Tačke Maksimalne Struje (Maximum Power Point Tracking), koji su dodeljeni svakom pojedinačnom elementu generisanja energije čvorišta; ● Dvosmerni inverter (izmenjivački uređaj) za DC/AC konverziju i obrnuto; ● Elementi korekcije faktora energije reaktivnih opterećenja generisanih od strane čvorišta;

● Solarni sistem, na primer tipa koncentracije, radi generisanja tople vode;

● Optimizovani sistem skladišta električne energije, na primer u odgovarajućim baterijama bez uticaja na životnu sredinu (okruženje) i sa krajnje korisnim vekom trajanja;

● Odgovarajuće baterije namenjene električnim nosačima;

● Razmenjivači zagrevanja fluida;

● Vodeni izvor koji se nalazi na sobnoj temperaturi;

● Izolovani sistem skladišta tople vode;

● Jedan ili više diskontinuiranih (nepovezanih) električnih uređaja promenljive snage;

● Uređaj za merenje električnih opterećenja čvorišta;

● Jedan ili više diskontinuiranih termalnih uređaja vruće vode;

● Uređaj za merenje termalnih opterećenja čvorišta;

● Elektronski sistem opremljen sa memorijom, logikom koja se može programirati i odgovarajućim softverom radi praćenja (monitoringa), dijaloga i upravljanja elementima generisanja, skladišta i potrošnje energije koji je prikupljen u čvorištu i koji primenjuje logiku obezbeđenu sadašnjim pronalaskom;

● Elektronski sistem opremljen sa memorijom, logikom koja se može programirati i odgovarajućim softverom radi praćenja, dijaloga i upravljanja čvorištima i rezmenama energije između čvorišta.

Na primer, Slika 9 prikazuje logički dijagram moguće konfiguracije čvorišta (11) koji uključuje dodatno kontrolor uređaju (200) svog sopstvenog čvorišta N1, i sledeće komponente:

● Generatori (201) električne energije sa naprednom inteligencijom, takođe konvencionalno naznačene sa (Gi);

● Odgovarajuće baterije (202) sa naprednom inteligencijom radi skladištenja električne energije, takođe naznačene sa (Bi);

● Koncentrator (203) ili Toplotni Solarni Generator tople vode, takoše naznačen sa (CS);

● Razmenjivač (204) toplote, takođe naznačen sa (Sc);

● Izvor (205) vode, takođe naznačen sa (Acq);

● Izolovani rezervoar (206) za skladištenje tople vode, takođe naznačen sa (S); ● Toplotne uređaje (207), takođe naznačene sa (UT);

● Električne uređaje (208), takođe naznačene sa (UEI);

● AC/DC inverter (209), takođe naznačen sa (Inv), koji može biti integrisan u navedeni kontrolor (200);

● Međusobno povezana (interkonektovana) čvorišta (11), gde N1 korespondira sa sopstvenim Čvorištem 1, N2 sa Čvorištem 2, N3 sa Čvorištem 3, N4 za Čvorištem 4;

● Nacionalna mreža (210) nisko-naponske naizmenične struje, takođe naznačena sa (REN).

Naročito, konfiguracije obezbeđene za svako čvorište (11) su različite prema potrebama ili mogućnosti generisanja i potrošnje i takođe prema konekciji mreže učinjenoj sa jednosmernom ili naizmeničnom strujom, ili potpuno izolovane tako što su tipa koji se naziva van-mreže u odnosu na nacionalnu nisko-naponsku distribucionu mrežu električne energije.

Ovaj pronalazak, naročito, obezbeđuje pametne elemente generisanja na takav način da dopušta odgovarajući kapacitet dijaloga sa odgovarajućom eksternom jedinicom čvorišta, u svrhu ispitivanja pojedinačnog elementa generisanja, na primer fotonaponskog modula, i primanja informacije u realnom vremenu, na primer o njegovoj identifikaciji, o njegovom veku trajanja i naročito o broju progresivnih sati aktivnosti, ili o njegovom operativnom stanju i nivou energije, ternutnom naponu i struji, ili čak prima dalje informacije neophodne za potpuno praćenje nevedenog elementa generisanja. Ovaj dijalog će biti dvosmernog tipa, u smislu da navedeni element generisanja može takođe primati i obavljati instrukcije na primer da se smanji radni napon ili da se potpuno isključi sa čvorišta ili sa mreže, ili da se samo-konfiguriše u lokalnoj mreži nakon nove instalacije ili re-instalacije elementa generisanja u čvorištu.

Ovaj pronalazak, baš kao što je obezbeđeno za pojedinačni element generisanja, takođe obezbeđuje da pametni elementi skladišta butu uključeni u navedeno čvorište sa sličnim ciljevima dvosmernog dijaloga i kontrole. Ovi elementi skladišta su sačinjeni na takav način da dopuštaju neophodan kapacitet dijaloga sa odgovarajućom eksternom jedinicom čvorišta u svrhu ispitivanja pojedinačnog elementa i prima informacije u realnom vremenu, na primer o njegovoj identifikaciji, o njegovom veku trajanja i posebno o broju progresivnih sati aktivnosti, ili o njegovom operativnom stanju i nivou energije, trenutnom naponu i struji, o broju progresivnih punjenjeotpuštanje ciklusa i o drugim informacijama koje su neophodne za potpuno praćenje pojedinačnog elementa skladišta.

U donjem tekstu su postavljena neka rešenja moguće konfiguracije navedenih čvorišta i navedenih lokalnih mreža prema onome što obezbeđuje ovaj pronalazak, tako što se mogu konfigurisati na različit način uglavnom prema potrebama i prilici generisanja i potrošnje tople vode, ili prema konekciji lokalne mreže u jednosmernoj i naizmeničnoj struji, putem nisko-naponske nacionalne mreže, ili dalje u vezi sa lokalnom mrežom koja je potpuno u modalitetu koji se naziva van-mreže, kako je to u gornjem tekstu opisano. Kao neograničavajući primer, Slika 10 šematski prikazuje instalaciju sa generisanjem i skladištem električne energije i toplote; detaljnije, razmatra se koncentracija elemenata zagrevanja sa električnim i toplotnim zajedničkimgenerisanjem, koja se karakteriše visokom energetskom efikasnošću i ekonomičnošću instalacije, ali su ipak i konvencionalni tipovi odgovarajući; sunce tokom dana zrači solarne panele (301) koji koncentrišu solarne zrake (302) na prijemnike (303) koji obuhvataju fotonaponski ćelijski sistem pogodan za generisanje jednosmerne struje, koja se onda konvertuje (pretvara) putem invertera (304) u naizmeničnu struju. Na internoj (unutrašnjoj strani), navedeni prijemnici imaju cev koja vodi fluid za hlađenje koji, zagrejan, dopušta sredstvima toplotnog razmenjivača (305), koji je snabdeven izvorom (306) hladne vode, da se uvede toplotna energija u kolo koje sa naziva Topla Voda, što takođe može biti kompenzovano u slučaju potrebe konvencionalnim postrojenjem sa bojlerom (307) ili gorionikom sa izolovanim akumulatorom (308). Inverteri (304), naročito, su takođe opremljeni sa sistemom optimizacija MPPT tipa. Navedeni inverteri vode dijalog sa interfejs uređajima (309), koji se takođe konvencionalno nazivaju interfejs i sadrži filtere i brojila, kojima se upravlja od strane softvera aploudovanog na server (310) sistema na takav način da se dopušta praćenje i kontrola, u realnom vremenu, celokupnog ponašanja sistema generisanja, sistema (311) električnog skladišta, potrošnji i električnih i toplotnih uređaja klijentovog položaja (312). Sistem skladišta obezbeđuje punjenje baterija karakterisano da nema uticaj na životnu sredinu i da ima krajnje koristan vek trajanja. Navedeno skladište, ipak, može takođe da se pojavi u odgovarajućim baterijama (313) koje se koriste od strane električnih nosača (314) datim za navedeni položaj (312) klijenta. Navedeni interfejs (309) i navedeni server (310) koji njime upravlja, rade zajedno kao kontrolor (200) čvorišta takođe upravljajući mogućim viškom ili nedostatkom električne energije na položaju klijenta, putem transfera ili ulaza neophodne električne energije u/sa lokalne mreže (10) ili sa električne distribucione mreže (210). Navedeni višak ili potreba se konstantno prate i blagovremeno uravnotežuju.

Dalje kao neograničavajući primer, Slika 11 šematski prikazuje detaljnije alternativnu instalaciju, sa generisanjem i skladištem električne energije u mrežu jednosmerne struje, konvencionalno sa nazivom DC MREŽA, gde sunce tokom dana zrači fotonaponske module (319) napredne generacije i opremljene sa optimizatorima (320) MPPT tipa koji vode dijalog sa odgovarajućim interfejsom (309) kojim se upravlja sa softverom aploudovanim na server (310) sistema koji dopušta praćenje i kontrolu u realnom vremenu celokupnog ponašanja sistema generisanja, sistema (311) električnog skladišta, potrošnje i električnih i toplotnih uređaja klijentovog položaja, koji je na primer hotel (315), blok zgrada (316), fabrika (317) ili čak bolnica (318). Navedeni sistem skladišta obezbeđuje punjenje odgovarajućih pametnih akumulatora (311); ukoliko je neophodno, odgovarajući akumulatori (313) za korišćenje na električnim nosačima (314) mogu takođe biti napunjeni. Fotonaponske ćelije navedenih modula (319) generišu jednosmernu struju, onda je skladište u sisteme (311 i 313) i konvertuju putem invertera (304) u naizmeničnu struju. Interfejs (309), koji je povezan sa serverom (310) na takav način da suštinski realizuje navedeni kontrolor (200) čvorišta, takođe upravlja mogućim viškom ili nedostatkom električne energije na klijentovom položaju putem transfera ili ulaza neophodne električne energije u/sa eletirčne distribucione mreže (210), nakon konverzije DC/AC tipa putem invertera (304), ili , u slučaju dostupnosti energije u akumulatorima lokalne mreže (10), će povući ili transferisati kvantitet koji se zahteva ili višak energije, na osnovi slučaj-doslučaja. Navedeni višak ili potreba se konstantno prate i balagovremeno uravnotežuju, bilo u slučaju transfera/povlačenja sa lokalne ili nacionalne mreže. Prema tome pojedinačni interfejsi (309) rade kao pametna čvorišta navedene lokalne mreže (10), koji vode dijalog jedan sa drugim i optimizuju zajedničko upravljanje generisanjem energije putem svih modula (319) i zajednočkog deljenja skladišta akumulatora (311, 313) prema profilima potrošnje različitih uređaja (315, 316, 317, 318).

I dalje kao neograničavajući primer, takođe je moguće obezbediti alternativnu instalaciju sa generisanjem i skladištem električne energije u mreži naizmenične struje, koja se takođe naziva AC mreža; ovo rešenje šematski korespondira sa prethodnim (Slika 11) a razlika se sastoji u lokalnoj mreži generatora i akumulatora koji su AC mreži a ne u DC mreži.

Ovaj pronalazak, naročito, obezbeđuje da se optimizovano upravljanje čvorišta (11), prema gore opisanim načinima, obavlja putem specifične elektronske aparature koja se konvencionalno naziva kontrolor (200) ili kontrolor server koji je međusobno povezan kako sa internim uređajima sopstvenog čvorišta tako i sa eksternim ka drugim čvorištima lokalne mreže (10); naročito je navedeni kontrolor (200) čvorišta kompleksni uređaj opremljen bar sa:

● Pristupnim mostovima za primanje i slanje signala od/ka perifernim uređajima čvorišta, generatorima, akumulatorim i tipovima punjenja kako je u gornjem tekstu opisano, i takođe signala od/ka drugim čvorištima;

● Procesorima i /o mikroprocesorima visokih frekvencija, od 1 do 100 KHz, radi uzorkovanja signala koji dolaze sa različitih gore opisanih ulaznih/izlaznih mostova za koje je aparatura povezana, koji obuhvataju sisteme merenja;

● Procesorima za procesuiranje signala primljenih u svhu povoljnog upravljanja ponašanjem čvorišta na bazi

● Posebnim rutinskim i pod-rutinskim logikama, kako je to opisano u daljem tekstu;

● Memorijama za skladištenje podataka;

● Elektronskim filterima radi eliminisanja interferencija signala;

● Daljinskim kontrolnim prekidačima radi daljinskih operacija;

● Prekidačima i prekidačima za prekid toka energije proporcionalno prema čvorištu;

● Bežičnom antenom radi transmisije uređajima sa radio-frekvencijom;

● Senzorima radi kontrola funkcionalnosti i bezbednosti.

Ovaj pronalazak, prema tome, obezbeđuje da je navedeni kontrolor server povezan sa sledećim elementima:

● Za svaki generator sopstvenog čvorišta;

● Za svaki akumulator sopstvenog čvorišta;

● Za brojilo energije koju njegovo sopstveno čvorište troši;

● Za svako drugo čvorište povezano u lokalnu mrežu.

Detaljnije, ovaj pronalazak obezbeđuje da navedeni kontrolor upravlja sistemom sa specifičnim algoritmima optimizacije i specifičnom logikom upravljanja. Navedeni algoritmi, definišu i optimizuju ponašanje čvorišta, su uglavnom zasnovani na uzorkovanju u konzistentnom vremenskom intervalu, koji se konvencionalno naziva prošli interval čvorišta ili , radi jednostavnosti, (ip), sa promenjljivim prozorom i profilom potrošnje energije tipa talasanja, ili (Ec), koji čvorište nosi, putem sistema merenja sposobnog da karakteriše svoju dinamiku i, naročito, putem polinomne ekstrapolacije ili slične istraživačke ekstrapolacije ili procene, radi procene njegovog trenda u neposrednoj budućnosti, što se konvencionalno naziva interval budućnosti čvorišta, radi jednostavnosti, (if). Prema tome, postojaće sledeći odnos (relacija):

gde:

● Ec(if) je procenjena energija koja će se potrošiti od strane čvorišta u budućem vremenskom intervalu (if)

● Ec(ip) je izmerena vrednost energije potrošene od strane čvorišta u prošlom vremenskom intervalu (ip);

● Funz je predvidiva funkcija koja procenjuje ekstrapolacijom (Ec) u budućem intervalu (if) sa (Ec) čitanja uzorkovanog u prošlom intervalu (ip).

Dimenzija prošlog intervala (ip) čvorišta može biti utvrđena na osnovu prethodnoresetovanih podataka ili promene nakon promene u profilu potrošnje čvorišta, usvajajući intervale koji se smanjuju po rastu promenjljivosti profila potrošnje čvorišta. Dimenzija budućeg intervala (if) je u osnovi funkcija broja čvorišta poveznih za čvorište koje se ima optimizovati. Vreme prekida rada generatora, vreme izazivanja i odgovora ka/od drugih čvorišta u slučaju potrebe će se razmatrati od strane kontrolor uređaja. Procena potrošnje energije Ec(if) koju će čvorište vršiti u budućem intevralu (if) se u svakom momentu t ponovo izračunava prema signalima koji su dobijeni od strane brojila III i upoređuje se sa nivoom prisutne energije u akumulatorima čvorišta i sa nivoom proizvodnje energije generatora čvorišta.

U slučaju da se u momentu t pojavljuje da:

gde su:

● Ec(if) = procena energije koja će se potrošiti od strane čvorišta u budućem intervalu (if);

● Cs = koeficijent bezbednosti (od 0,85 do 0,98);

● ΣEacc = zbir nivoa energije sadržane u akumulatorima čvorišta u momentu t, neto minimalnog nivoa punjenja koje se želi za svaki akumulator, koji je datum koji se može konfigurisati u kontroloru svakog čvorišta;

● ΣEgen(if) = procena generisane energije od strane generatora

● Čvorišta u budućem intervalu su predstavljena sa (if);

Onda čvorište, putem kontrolora čvorišta, mora da učini zahtev prema drugim čvorištima energije za budući interval, koji se konvencionalno naziva Erich(if), koji je jednak sa:

Naročito, ta energija koja se zahteva za budući interval Erich(if) može biti zadovoljena od strane jednog ili više čvorišta. Za svako od čvorišta koje je povezano na lokalnu mrežu, u stvari, kontrolor čvorišta će uvek obavljati u svakom trenutku izračunavanje energije Eced(if) koja se može potencijalno transferisati sa čvorišta u budući interval if, koja je jednaka:

Stanje u kome se energija Erich(if)nzahteva od strane čvorišta n za budući interval može biti ispunjeno lokalnom mrežom sačinjenom od broja N čvorišta i iznosi:

Sa 1 ≤ x ≤ (n-1) i (n+1) ≤ x ≤ N, i gde je ΣxEcedx(if) zbir energija koje se mogu transferisati u budućem intervalu sa svakog čvorišta x lokalne mreže (sa x koja varira od 1 do N, isključujući n) kako je u gornjem tekstu definisano.

Takvo stanje, kada je zadovoljeno, će suštinski autorizovati čvorište n da povuče energiju Erich(if)nsa lokalne mreže i blagovremeno će označiti čvorište ili čvorišta koja će transferisati energiju do čvorišta koje vrši zahtev, takođe skladišteći količinu energije primljenu sa svakog pojedinačnog različitiog čvorišta povezanog u lokalnu mrežu. Obrnuto, u slučaju u kome ni jedno drugo čvorište ili zbir čvorišta povezanih u lokalnu mrežu ne može da zadovolji budući interval (if) sa zahtevom energije sa čvorišta n, kontrolor čvorišta n će povući Erich(if)nsa nacionalne ili opštinske elektro distribucione mreže, koja se konvencionalno naziva postrojenje, na koje je čvorište povezano.

Na kraju ovog perioda, tipično u mesečnim intervalima, za svako čvorište će se izračunati:

● Količina energije koja je primljena sa lokalne mreže, sa mogućnošću uporedne provere pošto je svako čvorište uskladištilo u nju kredit energije transferisane i to na koje čvorište;

● Količina energije koja je transferisana na lokalnu mrežu, sa mogućnošću uporedne provere pošto je svako čvorište uskladištilo dugovanje primljene energije i to sa kog čvorišta;

● Količina energije koja je proizvedena i samo-potrošena;

● Količina energije koja je primljena sa postrojenja za koje je čvorište povezano.

Naročito, optimizovano upravljanje rezmenom energije između pojedinačnih čvorišta se dešava putem odnosnih kontrolora čvorišta, koji su međusobno povezani jedan sa drugim. Detaljnije, među logikom upravljanja navedenih kontrolora, ističemo da u slučaju u kome postoji razmena energije između čvorišta lokalne mreže, što će reći, kada kada je moment t gore opisanih stanja simultano zadovoljen:

● Erich(if)n> 0

● Erich(if)n< ΣxEcedx(if)

Sa 1 ≤ x ≤ (n-1) i (n+1) ≤ x ≤ N, onda energija Erich(if)nkoja se zahteva od strane čvorišta n za budući interval (if) može biti povučena sa lokalne mreže sačinjene od broja N čvorišta i adresirana na čvorište n koje podnosi zahtev. Pamteći da su čvorišta pogodna za transfer energije na čvorište n u budućem intervalu (if) ona za koje je moment t: Eced (if) > 0. Izbor svakog čvorišta ili više čvorišta identifikuje kao dobavljače celog ili delimičnog Erich(if)n zahtevanog od strane čvorišta n za budući interval (if), i biće zasnovan na odgovarajućoj kombinaciji sledećih kriterijuma procenjenih u momentu t i računajući po sledećem redosledu:

1) Razdaljina od čvorišta n koje podnosi zahtev od čvorišta/više čvorišta pogodnih za transfer energije, gde najmanja razdaljina pobeđuje;

2) Količina energije Eced(if) koja se može transferisati u momentu t od strane čvorišta/više čvorišta pogodinih za transfer energije, gde najveća količina pobeđuje.

Ovakvi kriterijumu impliciraju da, među svim čvorištima pogodnim za transfer energije na čvorište n, čvorište sa koga će višak energije biti povučen će biti ono najbliže čvorištu n; sa jednakom razdaljinom, sledeći kriterijum će biti veća dostupnost energije koja se može transferisati. Ukoliko je i ovaj kriterijum takođe jednak, izbor će biti učinjen nasumično.

U slučaju u kome u momentu t više od jednog čvorišta simultano podnosi zahteva za energijom sa lokalne mreže, izbor koje će čvorište snabdevati prvi će biti zasnovan na sledećim kriterijumima, računajući po sledećem redosledu:

1) Stanje povezanosti ili ne-povezanosti u momentu t, čvorišta koje podnosi zahtev na nacionalnu ili opštinsku elektro distribucionu mrežu, gde ono koje nije povezano pobeđuje;

2) Kapacitet generisanja koji je instaliran i aktivan u momentu t u čvorištu, gde količinski najveća energija pobeđuje;

3) Kapacitet skladišta instaliranog i aktivnog u momentu t u čvorištu, gde najveći kapacitet skladišta pobeđuje.

Ovakvi kriterijumi impliciraju da, između svih čvorišta koja zahtevaju energiju u momentu t, čvorište koje će se prvo snabdeti energijom će biti ono koje nije povezano u tom momentu na nacionalnu ili opštinsku elektro distributivnu mrežu; ukoliko je ovaj uslov jednak, oba povezana ili nepovezana, sledeći kriterijum će biti izbor čvorišta koje ima instalirane veće generatore energije, i konačno, sa jednakom instaliranom energetskom snagom, ono će svećim kapacitetom skladišta koji je instaliran. Ukoliko je i ovaj kriterijum jednak, izbor će biti učinjen nasumično.

Karakteristika koja čini različitim svako od čvorišta (11) koje su deo lokalne mreže (10) kako je u gornjem tekstu opisano, je sposobnost samo-konfigurisanja u bilo koje vreme. Što će reći da kontrolor (200) svakog čvorišta n, dodatno prethodno opisanim funkcijama i pod konstantnom kontrolom profila potrošnje čvorišta n, konstantno prati, u svakom momentu t, različite informacije kao što su:

● Broj radnih i aktivnih generatora povezanih na čvorište n;

● Vrednosti struje i napona generisane od strane svakog generatora povezanog na čvorište n;

● Broj sati rada svakog generatora povezanog na čvorište n;

● Mogući signali sa temperaturnih senzora postavljenih u svakom generatoru koji je povezan na čvorište n;

● Broj radnih i aktivnih akumulatora povezanih na čvorište n i vrednost njihovog maksimalnog punjenja;

● Stanje napunjenosti, u pogledu procenta u odnosu na maksimalno punjenje, svakog akumulatora povezanog na čvorište n;

● Broj sati rada svakog akumulatora povezanog na čvorište n;

● Broj punjenje/pražnjenje ciklusa svakog akumulatora povezanog na čvorište n; ● Mogući signali sa temperaturnih senzora postavljenih u svakom akumulatoru koji je povezan na čvorište n;

● Broj drugih čvorišta povezanih na lokalnu mrežu na koju je čvorište n povezano i njihove koordinate lokalizacije, koje uglavnom imaju cilj da izračunaju razdaljinu u vezi od čvorišta do čvorišta.

Štaviše, navedene vrednosti mogu se dinamično promeniti u vremenu putem bar jednog od sledećih radnih stanja: povezanost novih čvorišta na lokalnu mrežu, isključenje iz bezbednosnih ili razloga održavanja jednog ili više čvorišta sa lokalne mreže, instalacije novih generatora u jednom ili više čvorišta, isključenje iz bezbednosnih i razloga održavanja jednog ili više generatora u jednom čvorištu, instalacija novih akumulatora u jednom ili više čvorišta, isključenje iz bezbednosnih ili razloga održavanja jednog ili više akumulatora jednog čvorišta, prekid veze jednog ili više čvorišta iz nacionalne ili opštinske elektro distributivne mreže. Iz svega što je u gornjem tekstu navedeno izvodi se zaključak, prema tome, da kontrolor (200) svakog čvorišta mora konstantno da se samo-konfiguriše na osnovu perifernih situacija sopstvenog čvorišta i drugih čvorišta u svrhu da bude ažuran i sposoban da učini prethodno opisane izbore optimizacije u svetlu promenjenih uslova i da primeni na slučaj-do-slučaja osnovi logiku opisanu u tekstu koji sledi prema korespondirajućem stanju.

Kako bi se omogućilo svakom kontroloru (200) čvorišta da upravlja na optimizovan način takvom kompleksnošću stanja i informacija, takođe u vezi sa navedenim promenljivim konfiguracijama, pronalazak obezbeđuje primenu specifične logike upravljanja, tipa koji se konvencionalno naziva algoritam optimizovanja ili čak rutina na engleskom jeziku, gde se navedene logike svaka posebno nazivaju Logika L/a; Logika L/b, Logika L/c (Slike 12a-12c) prema različitim postojećim stanjima; dalje, navedene logike upravljanja su namenjene da regulišu promenjljivost i dinamiku sitema putem pod-logika koje imaju specifične ciljeve, pošto su to suštinski iste procedure podrutinskog tipa, koje se konvencionalno nazivaju Logika D, Logika E, Logika F, Logika G, Logika H (Slike 13-17) svaka posebno, koje su opisane detaljnije u daljem tekstu.

Naročito, navedene logike upravljanja L/a, Lb, L/c upućuju na tri glavna stanja konekcije čvorišta, kako je u gornjem tekstu opisano, gde L/a (Slika 12a) upućuje na prvo stanje, ili stanje a, gde je pojedinačno čvorište povezano za navedenu lokalnu mrežu i takođe za postrojenje (Slika 1a); i gde L/b (Slika 12b) upućuje na drugo stanje ili stanje b, sa pojedinačnim čvorištem povezanim samo na lokalnu mrežu, trajno ili privremeno (Slika 1b); i gde L/c (Slika 12 c) upućuje na treće stanje, ili stanje c, sa pojedinačnim čvorištem povezanim privremeno samo za postrojenje (Slika 1c).

Dijagrami sa Slika 12-17, prema tome, upućuju na ono što je u gornjem tekstu opisano i reprezentuju u fazama, u simplifikovanom obliku dijagrama sekvenci, radne sekvenci aktivnosti i provera, koje se konvencionalno nazivaju Faze i Faze provere, svaka posebno, koje karakterišu navedene logike upravljanja i navedene pod-logike, koje se takođe stavljaju u korelaciju jedna sa drugom; naročito, navedene faze se različito kombinuju pošto je ceo sistem promenljiv u konfiguraciji i dinamici u ponašanju, kako je u gornjem tekstu opisano. Detaljnije, navedena logika upravljanja L/a uključuje bar jednu o sledećih aktivnosti ili provera sa posebnim korelacijama kako je to prikazano strelicama na dijagramu (Slika 12a):

● Start) Početak procedure koja se naziva L/a;

● Faza L/a1) Pokretanje, ili Rad, Logike H za svako čvorište n;

● Faza L/a2) Izračunavanje ΣEced(if) za sva čvorišta povezna sa čvorištem n; ● Faza provere LV1) Provere da li je Erich(if)n >0: da ili ne? Ukoliko poštuje većinsko stanje (da) pristupa Fazi provere LV2, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi provere LV3;

● Faza provere LV2) Provere da li je Erich(if)n < ΣEced(if): da ili ne? Ukoliko poštuje manjinsko stanje (da) pristupa Fazi L/a3, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi L/a6;

● Faza L/a3) Pokretanje, ili Rad, Logike D i Logike E sa utvrđivanjem seta čvorišta koje će poslati Erich(if)n na čvorište n;

● Faza L/a4) Čvorište n vuče Erich(if)n iz lokalne mreže;

● Faza L/a5) Progresivno ažuriranje transferisane/primljene energije sa lokalne mreže svakom čvorištu;

● Faza provere LV3) Provera stanja čvorišta n: stanje a) ili b) ili c)? Ukoliko poštuje prvo stanje (a) pristupa Fazi L/a1, ukoliko poštuje drugo stanje (b) pristupa Fazi L/a8, ukoliko poštuje treće stanje (c) pristupa Fazi L/a9;

● Faza L/a6) čvorište n vuče Erich(if)n od postrojenja;

● Faza L/a7) Progresivno ažuriranje primljene energije od postrojenja za svako čvorište, sa potonjim pristupom Fazi provere LV3;

● Faza L/a8) Pokretanje, ili Rad, Logike upravljanja L/b;

● Faza L/a9) Pokretanje, ili Rad, Logike upravljanja L/c;

● Kraj) Kraj procedure koja se naziva L/a.

Na sličan način, navedena Logika upravljanja L/b uključuje bar sledeće aktivnosti i provere, nove ili takođe korespondirajuće sa prethodnima, sa posebnim korelacijama kako su prikazane strelicama u dijagramu (Slika 12b):

● Start) Početak procedure koji se naziva L/b;

● Faza L/b1 = Faza L/a1)

● Faza L/b2 = Faza L/a2)

● Faza provere LV1) kao za L/a;

● Faza provere LV2) kao za L/a, ali sa različitim rezultatima: ukoliko poštuje manjinsko stanje (da) pristupa fazi L/b3, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi provere LV2.1

● (Nova) Faza provere LV2.1) postoji čvorište x povezano sa čvorištem n i za postrojenje: da ili ne? Ukoiko poštuje postojanje stanja (da) pristupa Fazi L/b6, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi L/b8;

● Faza L/b3 = Faza L/a3)

● Faza L/b4 = Faza L/a4)

● Faza L/b5 = Faza L/a5)

● Faza provere LV3) kao za L/a, ali sa različitim rezultatima: ukoliko poštuje prvo stanje (a) pristupa Fazi L/b9, ukoliko poštuje drugo stanje (b) pristupa Fazi ● L/b1, ukoliko poštuje treće stanje (c) pristupa Fazi L/b10;

● (Nova) Faza L/b6) čvorište n povlači Erich(if)n od postrojenja putem čvorišta x; ● (Nova) Faza L/b7) Progresivno ažuriranje energije primljene od postrojenja za svako čvorište, sa potonjim pristupom Faze provere LV3;

● (Nova) Faza L/b8) Pokretanje, ili Rad, Logike F za smanjenje opterećenja čvorišta n, sa potonjim pristupom Fazi provere LV3;

● (Nova) Faza L/b9) = Pokretanje, ili Rad, Logike upravljanja L/a;

● Faza L/b10 = Faza L/a9)

● Kraj) Završetak procedure koje se naziva L/b.

Dalje, navedena Logika upravljanja L/c uključuje bar jednu od sledećih aktivnosti i provera, novih ili koje takođe korespondiraju sa prethodnim, sa posebnim korelacijama kako je prikazano strelicama u dijagramu (Slika 12c):

● Start) Početak procedure koja se naziva L/c;

● Faza L/c1 = Faza L/b1 = Faza L/a1)

● Faza L/c2 = Faza L/b2 = Faza L/a2)

● Faza provere LV1) kao za L/a i L/b samo sa različitim rezultatima: ukoliko poštuje većinsko stanje (da) pristupa fazi L/c3, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi provere LV3;

● (Nova) Faza L/c3) Čvorište n povlači Erich(if)n od postrojenja;

● (Nova) Faza L/c4) Progresivno ažuriranje energije primljene od postrojenja za svako čvorište;

● Faza L/c5 = Faza L/b5 = Faza L/a5)

● Faza provere LV3) kao za L/a i L/b ali sa različitim rezultatima: ukoiko poštuje prvo stanje (a) pristupa fazi L/c7, ukoliko

● Poštuje drugo stanje (b) pristupa Fazi L/c6,

● Ukoliko poštuje treće stanje (c) pristupa Fazi L/c1;

● Faza L/c6 = Faza L/a8)

● (Nova) Faza L/c7) Pokretanje, ili Rad, Logike upravljanja L/a;

● Kraj) Završetak procedure koja se naziva L/c.

Sa upućivanjem na gore pomenute aktivnosti, specifično se definišu navedene podlogike pod-rutina tipa koji sa nazivaju Logika D, Logika E, Logika F, Logika G, Logika H koje su opisane u tekstu koji sledi takođe sa upućivanjem na dijagrame sekvenci kao što je to na Slikama 13-17. Naročito, Logika D određivanja prvog čvorišta n koje se ima služiti sa Erich(if)n uključuje bar sledeće aktivnosti i provere sa posebnim korelacijama kako je to prikazano strelicama u dijagramu (Slika 13):

● Start) Početak procedure koja se naziva Logika D;

● Faza provere DV1) da li postoji više od jednog čvorišta za koje je Erich > 0? da ili ne? Ukoliko poštuje postojanje stanja (da) pristupa Fazi provere DV2, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi D4;

● Faza provere DV2) i koje je takođe u stanju b): da, samo jedno ili nijedno? Ukoliko više od jednog čvorišta poštuje stanje (da) pristupa Fazi D1, ukoliko samo jedno čvorište poštuje (samo jedno) pristupa Fazi D4, ukoliko nijedno čvorište ne poštuje (nijedno) pristupa Fazi D1;

● Faza D1) Odabire od ovih čvorište sa većim aktivnim kapacitetom generisanja; ● Faza provere DV3) Jedan izbor: da ili ne? Ukoliko poštuje jedinstveno stanje (da) pristupa Fazi D4, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi D2;

● Faza D2) odabire od ovih čvorišta ono sa većim aktivnim kapacitetom skladišta; ● Faza provere DV4) Jedan izbor: da ili ne? Ukoliko poštuje jedinstveno stanje (da) pristupa Fazi D4, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi D3;

● Faza D3) odabire od ovih jedno čvorište nasumično;

● Faza D4) Izbor napravljen od prvog čvorišta n koje ima biti posluženo sa Erich(if)n;

● Kraj) Završetak procedure koja se naziva Logika D.

Dalje, Logika E ispora čvorišta/više čvorišta koja vrše transfer Erich(if) na čvorište n uključuje bar sledeće aktivnosti i provere sa posebnim korelacijama prikazanim strelicama u dijagramu (Slika 14):

● Start) Početak procedure koja se naziva Logika E;

● Faza provere EV1) Postoji nekoliko nada koje imaju Eced(if) > Erich(if): da ili ne? Ukoliko poštuje postojanje stanja (da) pristupa Fazi E1, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi E4;

● Faza E1) Odabire od ovih čvorište najbliže čvorištu n koje postavlja zahtev; ● Faza provere EV2) Jedan izbor: da ili ne? Ukoliko poštuje jedinstvenost stanja (da) pristupa Fazi E4, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi E2; ● Faza E2) Odabire od ovih čvorište sa većom energijom koja se može transferisati Eced(if);

● Faza provere EV3) Jedan izbor: da ili ne? Ukoliko poštuje jedinstvenost stanja (da) pristupa Fazi E4, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa fazi E3; ● Faza E3) Odabire od ovih jedno čvorište nasumično;

● Faza E4) Napravljen je izbor čvorišta/više čvorišta koja transferišu Erich(if)n; ● Kraj) Završetak procedure koja se naziva Logika E.

Logika F smanjenja i isključenja opterećenja na čvorištu n, sa druge strane, uključuje bar sledeće aktivnosti i provere sa posebnim korelacijama kako je prikazano strelicama u dijagramu (Slika 15):

● Start) Početak procedure koja se naziva Logika F;

● Faza provere FV1) Postoji prioritetna lista opterećenja na čvorištu n: da ili ne? Ukoliko poštuje postojanje stanja (da) pristupa Fazi F1, ukoliko ne poštuje navedeno stanje (ne) pristupa Fazi F2

● Faza F1) Odabire od opterećenja čvorišta n ona sa manjim prioritetom, onda pristupa Fazi F3;

● Faza F2) Odabire jedno od opterećenja na čvorištu n nasumično;

● Faza F3) Deaktivira opterećenje odabrano na čvorištu n i signalizira deaktivaciju;

● Kraj) Završetak procedure koja se naziva Logika F.

Dalje, Logika G samo-konfigurisanja od strane kontrolor servera svakog pojedinačnog čvorišta uključuje bar sledeće posledične aktivnosti, kako je prikazano u dijagramu (Slika 16):

● Start) Početak procedure koja se naziva Logika G;

● Faza G1) Pretraga za aktvnim uređajima generisanja u čvorištu n;

● Faza G2) Merenje generisane energije u čvorištu n u intervalu (ip);

● Faza G3) Ponovno izračunavanje energije koja se može generisati u čvorištu n u intervalu (if);

● Faza G4) Pretraga za aktivnim uređajima skladišta u čvorištu n;

● Faza G5) Merenje vrednosti uskladištene energije u čvorištu n;

● Faza G6) Pretraka za aktivnim čvorištima povezanim sa čvorištem n;

● Kraj) Završetak procedure koja se naziva Logika G.

Logika H izračunavanja raspoložive energije ili postavljenog zahteva svakog čvorišta n uključuje bar sledeće posledične aktivnosti, kako je prikazano u dijagramu (Slika 17):

● Start) Početak procedure koja se naziva Logika H;

● Faza H1) Pretraga za aktivnim opterećenjima potrošnje u čvorištu n;

● Faza H2) Merenje potrošene energije u čvorištu n u intervalu (ip);

● Faza H3) Izračunavanje energije koja se može potrošiti u čvorištu n u intervalu (if);

● Faza H4) Rad Logike G samo-konfigurišućeg čvorišta n;

● Faza H5) Izračunavanje vrednosti Erich(if)n energije koja se zahteva u čvorištu n u intervalu (if);

● Faza H6) Izračunavanje vrednosti Eced(if)n energije koja se može transferisati sa čvorišta n u intervalu (if);

● Kraj) Završetak procedure koja se naziva Logika H.

Reference

(10) Lokalna mreža

(11) čvorište

(110) postrojenje

(111) elementi generisanja

(112) elementi potrošnje

(113) elementi skladišta

(200) kontrolor čvorišta

(201) generatori električne struje sa integrisanom inteligencijom

(202) skladište baterija sa integrisanom inteligencijom

(203) solarni koncentrator

(204) razmenjivač toplote

(205) izvor vode

(206) izolovani rezervoar

(207) toplotni uređaji

(208) električni uređaji

(209) inverter

(210) nacionalna električna mreža

(301) panel za koncentraciju

(302) sunčevi zraci

(303) prijemnik sa ćelijama

(304) inverter

(305) razmenjivač

(306) izvor hladne vode

(307) bojler

(308) izolovani rezervoar

(309) interfejs uređaj, koji obuhvata filtere i brojila; deo je kontrolora (200) čvorišta (310) server; deo je kontrolora (200) čvorišta

(311) električno skladište

(312) generični položaj klijenta

(313) baterija električnog nosača

(314) električni nosač

(315) položaj klijenta tipa hotela

(316) položaj klijenta tipa fabrike

(317) položaj klijenta tipa bolnice

(319) fotonaponski modul

(320) MPPT optimizator

Claims (9)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) tipa koji se naziva pametna mreža za dvosmerni transfer energije i informacija između čvorišta (11) lokalne mreže (10), na potpuno integrisan način, naznačena time, što je lokalna mreža (10), sačinjena od bar dva čvorišta (11), koja sadrže, pojedinačno, elemente generisanja (111), skladišta (113) i potrošnje (112) čineći energetske mikro-mreže proizvođačpotrošač-skladištar tipa; gde svako čvorište (11) sadrži elektronski kontrolor (200) koji je adaptiran da upravlja sa sopstvenim logikama upravljanja transferima energije prema konfiguraciji konekcija i ponašanju sopstvenog čvorišta (11) i lokalne mreže (10) prema bar jednom od sledećih stanja: prvo stanje (a) u kome je jedno čvorište (11) simultano povezno za navedenu lokalnu mrežu (10) i za postrojenje (110), ili drugo stanje (b) u kome je povezano samo za lokalnu mrežu (10), ili dalje treće stanje (c) u kome je privremeno povezano samo za postrojenje (110); gde je navedena proizvodnja, uglavnom od energije dobijene iz diskontinuiranih obnovljivih izvora; pri čemu je navedeni sistem arhitekture lokalne mreže (10) u kome svako čvorište (11) može simultano biti generator, potrošač i skladištar energije za samo sebe i za druga čvorišta (11) mreže (10), transferišući energiju i informacije; i gde se transferi informacija događaju isključivo preko kontrolora (200) svakog čvorišta (11), a takve informacije se tiču bar: protoka energije generisane u pojedinačnom čvorištu (11, 111), protoka potrošene energije u pojedinačnom čvorištu (11, 112), ulaza i izlaza protoka energije iz elemenata (113) skladišta pojedinačnog čvorišta (11), nivoa punjenja navedenih elemenata (113); i pri čemu navedeni kontrolor (200) čvorišta (11), koji poseduje dvoznačnu komunikacionu sposobnost tipa koji se naziva jedan-na-jedan, je direktno povezan za pojedinačne elemente generisanja (111), skladištenja (113) i elemenata potrošnje (112) sopstvenog čvorišta, i takođe je direktno povezan sa kontrolorima (200) ostalih čvorišta (11) na takav način da, preko tih kontrolora (200), povratno je povezan sa svim drugim elementima (111-3) i čvorištima (11) lokalne mreže (10) vršeći interakciju sa njima; i karakteristan time što je navedeni kontrolor (200) samo-konfigurišućeg tipa tako da adaptira sebe samog za sopstveno čvorište (11) i za lokalnu mrežu (10), koji su promenljivi u svojoj konfiguraciji povezivanja i dinamike u njihovom ponašanju pojedinačnih elemenata (111-3) i gde svako čvorište (11), preko navedenog kontrolora (200), kontroliše simultano i dinamično, prema trenutnoj konfiguraciji, potrošnju, generisanje i skladište energije; optimizujući stanja i stanje usluga svakog od njegovih sopstvenih generatora (111) i akumulatora (113), a sposoban je da ih doda ili isključi u bilo kom trenutku a oni su tipa koji se naziva pametan, koji ima nameru da obezbedi informacije i primi instrukcije ponašanja; i gde svaki kontrolor (200) upravlja sopstvenim čvorištem (11) i takođe ima ulogu u upravljanju celokupnom lokalnom mrežom (10) radeći logikama upravljanja koje se dele od strane kontrolora (200) svih čvorišta (11) na takav način da samo-konfigurišu u skladu sa promenljivim povezivanjima i navedenim dinamičnim ponašanjem; radeći za svaki od navedenih stanja (a), (b) i (c) optimizuje transfere energije prema navedenim podeljenim logikama upravljanja, rutine tipa koja se naziva svaka posebno L/a, ukoliko se upućuje na prvo stanje (a), ili L/b ukoliko se upućuje na drugo stanje (b), ili dalje L/c ukoliko se upućuje na treće stanje (c); i pri čemu navedene logike upravljanja L/a, L/b i L/c takođe upućuju na neke pod-logike pod-rutine tipa koji ima specifične funkcije koje se pojedinačno nazivaju Logika D, za utvrđivanje prvog čvorišta n koje se uslužiti, Logika E izbora čvorišta/više čvorišta koja vrše transfer energije, Logike F smanjenja i isključenja opterećenja na čvorištu, Logike G samo-konfigurisanja i Logike H izračunavanja raspoloživosti i zahteva za energijom; i pri čemu radne sekvence navedenih logika rutina i pod-rutina tipa uključuju mnoštvo aktivnosti i provera, koji se nazivaju Faze i Faze provere svaka posebno, koje su u korelaciji i različito kombinovane u pogledu svake, jedne prema drugoj na takav način da se dopusti i optimizuje upravljanje navedenim čvorištima (11) takođe povezanim u lokalne mreže (10) u sistemu tipa promenljiv u konfiguraciji i dinamici u ponašanju, gde svaki kontrolor (200) sadrži pristupne mostove za primanje i odašiljanje signala sa infromacijama od/ka perifernim uređajima čvorišta, generatorima, akumulatorima i tipu opterećenja, i takođe signale sa informacijama od/ka drugim čvorištima (11), svakom kontroloru (200), sadržeći procesore namenjene za uzorkovanje navedenih signala, sa frekvencijama višim od 1 KHz; gde svaki kontrolor (200) sadrži procesore koji imau namenu procesuiranja navedenih signala da se upravlja ponašanjem sopstvenog čvorišta (11) prema navedenim logikama L/a, L/b, L/c, Logikom D, Logikom E, Logikom F, Logikom G i Logikom H; gde svaki kontrolor (200) sadrži prekidače na daljinsko upravljanje radi daljinskih operacija i/ili prekidače za isključenje struje sa navedenih konekcija.

2. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što navedena Logika upravljanja L/a uključuje bar sledeće Faze i Faze provere, sa posebnim korelacijama kako je takođe prikazano strelicama u odgovarajućem dijagramu (Slika 12a):

● Start L/a) ;

● Faza L/a1) Rad Logike H za svako čvorište n;

● Faza L/a2) Izračunavanje ΣEced(if) za čvorišta povezana sa čvorištem n; ● Faza provere LV1) Provera da li je Erich(if)n >0: ukoliko je (da) pristupa LV2, ukoliko je (ne) pristupa LV3;

● Faza provere LV2) Provera da li je Erich(if)n < ΣEced(if): ukoliko je (da) pristupa L/a3, ukoliko je (ne) pristupa L/a6;

● Faza L/a3) Rad Logike D i Logike E sa utvrđivanjem seta čvorišta koje će poslati Erich(if)n na čvorište n;

● Faza L/a4) Čvorište n vuče Erich(if)n iz lokalne mreže;

● Faza L/a5) Progresivno ažuriranje transferisane/primljene energije sa lokalne mreže za svako čvorište;

● Faza provere LV3) Provera stanja čvorišta n: ukoliko poštuje prvo stanje (a) pristupa Fazi L/a1, ukoliko poštuje drugo stanje (b) pristupa Fazi L/a8, ukoliko poštuje treće stanje (c) pristupa Fazi L/a9;

● Faza L/a6) čvorište n vuče Erich(if)n od postrojenja;

● Faza L/a7) Progresivno ažuriranje primljene energije od postrojenja za svako čvorište, sa pristupom LV3;

● Faza L/a8) Rad Logike upravljanja L/b, onda pristup L/a9;

● Faza L/a9) Rad Logike upravljanja L/c;

● Kraj L/a).

3. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što navedena Logika upravljanja L/b uključuje bar sledeće Faze i Faze provere, sa posebnim korelacijama kako je takođe prikazano strelicama u odgovarajućem dijagramu (Slika 12b):

● Start L/b);

● Faza L/b1 = Faza L/a1)

● Faza L/b2 = Faza L/a2)

● Faza provere LV1) kao za L/a;

● Faza provere LV2) kao za L/a, ali sa različitim rezultatima: ukoliko je (da) pristupa L/b3, ukoliko je (ne) pristupa LV2,1

● Faza provere LV2.1) postoji čvorište x povezano sa čvorištem n i za postrojenje: ukoliko je (da) pristupa L/b6, ukoliko je (ne) pristupa L/b8;

● Faza L/b3 = Faza L/a3)

● Faza L/b4 = Faza L/a4)

● Faza L/b5 = Faza L/a5)

● Faza provere LV3) kao za L/a, ali sa različitim rezultatima: ukoliko je (a) pristupa L/b9, ukoliko je (b) pristupa L/b1, ukoliko je (c) pristupa L/b10;

● Faza L/b6) čvorište n povlači Erich(if)n od postrojenja putem čvorišta x;

● Faza L/b7) Progresivno ažuriranje energije primljene od postrojenja za svako čvorište, sa potonjim pristupom LV3;

● Faza L/b8) Rad Logike F za smanjenje opterećenja čvorišta n, sa pristupom LV3;

● Faza L/b9) = Rad Logike upravljanja L/a, onda pristupa L/b10;

● Faza L/b10 = Faza L/a9)

● Kraj L/b).

4. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što navedena Logika upravljanja L/c uključuje bar sledeće Faze i Faze provere, sa posebnim korelacijama kako je takođe prikazano strelicama u odgovarajućem dijagramu (Slika 12c):

● Start L/c);

● Faza L/c1 = Faza L/b1 = Faza L/a1)

● Faza L/c2 = Faza L/b2 = Faza L/a2)

● Faza provere LV1) kao za L/a i L/b samo sa različitim rezultatima: ukoliko je (da) pristupa L/c3, ukoliko je (ne) pristupa LV3;

● Faza L/c3) Čvorište n povlači Erich(if)n od postrojenja;

● Faza L/c4) Progresivno ažuriranje energije primljene od postrojenja za svako čvorište;

● Faza L/c5 = Faza L/b5 = Faza L/a5)

● Faza provere LV3) kao za L/a i L/b ali sa različitim rezultatima: ukoliko je (a) pristupa L/c7, ukoliko je (b) pristupa L/c6, ukoliko je (c) pristupa L/c1;

● Faza L/c6) Rad Logike upravljanja L/b, onda pristup L/c7;

● Faza L/c7) Rad Logike upravljanja L/a;

● Kraj L/c).

5. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što navedena Logika D predstavlja utvrđivanje prvog čvorišta n koje se ima služiti sa Erich(if)n i uključuje bar sledeće Faze i Faze provere, sa posebnim korelacijama kako je prikazano strelicama u odgovarajućem dijagramu (Slika 13):

● Start Logike D);

● Faza provere DV1) da li postoji više od jednog čvorišta za koje je Erich > 0? ukoliko je (da) pristupa DV2, ukoliko je (ne) pristupa D4;

● Faza provere DV2) i koje je takođe u stanju b): ukoliko više od jednog čvorišta (da) pristupa D1, ukoliko samo jedno čvorište (samo jedno) pristupa D4, ukoliko nijedno čvorište (nijedno) pristupa D1;

● Faza D1) Odabire od ovih čvorište sa većim aktivnim kapacitetom generisanja; ● Faza provere DV3) Jedan izbor: ukoliko je (da) pristupa D4, ukoliko je (ne) pristupa D2;

● Faza D2) odabire od ovih čvorišta ono sa većim aktivnim kapacitetom skladišta; ● Faza provere DV4) Jedan izbor: ukoliko je (da) pristupa D4, ukoliko je (ne) pristupa D3;

● Faza D3) Odabire od ovih jedno čvorište nasumično;

● Faza D4) Izbor napravljen od prvog čvorišta n koje ima biti posluženo sa Erich(if)n;

● Kraj Logike D).

6. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što je navedena Logika E izbor čvorišta/više čvorišta koja transferišu Erich(if) na čvorište n i uključuje bar sledeće Faze i Faze provere, sa posebnim korelacijama kako je prikazano strelicama u odgovarajućem dijagramu (Slika 14):

● Start Logike E);

● Faza provere EV1) Postoji nekoliko čvorišta koja imaju Eced(if) > Erich(if): ukoliko je (da) pristupa E1, ukoliko je (ne) pristupa E4;

● Faza E1) Odabire od ovih čvorište ono koje je najbliže čvorištu n koje postavlja zahtev;

● Faza provere EV2) Jedan izbor: ukoliko je (da) pristupa E4, ukoliko je (ne) ● pristupa E2;

● Faza E2) Odabire od ovih čvorišta ono sa većom energijom koja se može transferisati Eced(if);

● Faza provere EV3) Jedan izbor: ukoliko je (da) pristupa E4, ukoliko je (ne) pristupa E3;

● Faza E3) Odabire od ovih čvorišta jedno nasumično;

● Faza E4) Napravljen je izbor čvorišta/više čvorišta koja transferišu Erich(if)n; ● Kraj Logike E).

7. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što je navedena Logika F smanjenje ili isključenje opterećenja na čvorištu n i uključuje bar sledeće Faze i Faze provere, sa posebnim korelacijama kako je prikazano strelicama u odgovarajućem dijagramu (Slika 15):

● Start Logike F);

● Faza provere FV1) Postoji prioritetna lista opterećenja na čvorištu n: ukoliko je (da) pristupa F1, ukoliko je (ne) pristupa F2

● Faza F1) Odabire od opterećenja čvorišta n ono sa manjim prioritetom, onda pristupa F3;

● Faza F2) Odabire jedno od opterećenja na čvorištu n nasumično, onda pristupa F3;

● Faza F3) Deaktivira opterećenje odabrano na čvorištu n i signalizira deaktivaciju;

● Kraj Logike F).

8. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što je navedena Logika G samo-konfiguracija od strane kontrolor servera svakog pojedinačnog čvorišta i uključuje bar sledeće posledične Faze, kako je prikazano u odgovarajućem dijagramu (Slika 16):

● Start Logike G);

● Faza G1) Pretraga za aktivnim uređajima generisanja u čvorištu n;

● Faza G2) Merenje generisane energije u čvorištu n u intervalu (ip):

● Faza G3) Ponovno izračunavanje vrednosti energije koja se može generisati u čvorištu n u intervalu (if);

● Faza G4) Pretraga za aktivnim uređajima skladišta u čvorištu n;

● Faza G5) Merenje vrednosti uskladištene energije u čvorištu n;

● Faza G6) Pretraga za aktivnim čvorištima povezanim sa čvorištem n;

● Kraj Logike G).

9. Arhitektura sistema lokalne mreže (10) prema zahtevu 1, naznačena time, što je navedena Logika H izračunavanje raspoloživosti i zahteva za energijom svakog čvorišta n i uključuje bar sledeće posledične Faze, kako je prikazano u odgovarajućem dijagramu (Slika 17):

● Start Logike H);

● Faza H1) Pretraga za aktivnim opterećenjima potrošnje u čvorištu n;

● Faza H2) Merenje potrošene energije u čvorištu n u intervalu (ip);

● Faza H3) Izračunavanje energije koja se može potrošiti u čvorištu n u intervalu (if);

● Faza H4) Rad Logike G samo-konfigurišućeg čvorišta n;

● Faza H5) Izračunavanje vrednosti Erich(if)n energije koja se zahteva u čvorištu n u intervalu (if);

● Faza H6) Izračunavanje vrednosti Eced(if)n energije koja se može transferisati sa čvorišta n u intervalu (if);

● Kraj Logike H).