490 matches
-
ale formei de undă și evenimente tranzitorii. Algoritmul a fost supus unui proces de optimizare pentru a asigura că toate analizele de procesare a semnalelor sunt realizate în timpul avut la dispoziție. Sistemul oferă utilizatorului, în timp real, informațiile cu privire la evenimentele detectate și de asemenea le salvează pe un server web pentru a fi disponibile persoanelor interesate. În final sunt prezentate concluzii cu privire la conținutul prezentei lucrări. Această lucrare a fost susținută printr-un grant al Autorității Naționale Române pentru Cercetare Științifică, CNDI-UEFISCDI
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
În pasul final, un algoritm procesează evenimentele semnalizate și le compară cu evenimente înregistrate anterior în cadrul unui proces de învățare. Aceste evenimente conțin un set de trăsături distincte ce diferențiază un consumator electric de altul. Identificarea unei corespondențe între evenimentele detectate și cele înregistrate anterior în baza de date va corespunde cu detecția unui anumit consumator. Caracterul neintruziv al acestor metode constă în faptul că în loc să se utilizeze un set de senzori care să monitorizeze consumul fiecărui dispozitiv, este utilizat un
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
ce prezintă o anomalie care a apărut în momentul celei dintâi și se cercetează dacă există un eveniment neobișnuit ce poate reprezenta suma celor două evenimente lipsă. Evenimentul neobișnuit este separat în cele două evenimente lipsă rezolvându-se astfel anomaliile detectate. 7. Catalogarea rezultatelor. În cadrul acestei etape sunt determinate valorile consumului de energie pentru consumatorii identificați sau valorile consumului de energie pentru anumite perioade din zi sau săptămână. O mărime de interes o reprezintă energia reziduală determinată ca diferență între energia
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
energie pentru consumatorii identificați sau valorile consumului de energie pentru anumite perioade din zi sau săptămână. O mărime de interes o reprezintă energia reziduală determinată ca diferență între energia totală consumată și suma tuturor consumurilor de energie ale aparatelor electrice detectate. Prin intermediul acestei mărimi este determinat gradul precizie al algoritmului de detecție a consumatorilor 8. Denumirea consumatorilor. Utilizând date despre valorile medii ale diferitelor clase de consumatori este realizată o denumire a aparatelor electrice identificate. Acest algoritm oferă rezultate satisfăcătoare, însă
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
unui consumator. O problemă în procesul de detecție a consumatorilor este reprezentată de aparatele electrice cu un consum continuu variabil. În momentul în care aceste aparate sunt în funcțiune, variațiile în trepte ale consumului total vor fi mai greu de detectat, ceea ce va fi reflectat în detecția consumatorilor cu un consum constant sau detecția tranzițiilor de la o stare de funcționare la alta. Prin urmare, este necesar ca din consumul total să fie separat acel consum determinat de respectivele aparate variabile. În
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
a sistemului implementat de detecție a consumatorilor. În acest scop, inițial, a fost necesară o identificare a informațiilor necesare a fi oferite utilizatorului. Având în vedere destinația acestui sistem, interfața grafică trebuie să ofere în primul rând informații cu privire la consumatorii detectați precum și a caracteristicilor de consum ale acestora, informații despre consumul actual de energie electrică, informații despre consumul total de energie electrică, precum și o prezentare a evoluției în timp a puterilor. 2.3 Generalități privind puterile electrice Conform celor prezentate anterior
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
cu cea precedentă pentru a se determina dacă variația se menține mai mare de 10%. În cazul în care această variație se menține, se consideră că a început un nou segment iar în caz contrar, nu. Pe durata ultimului segment detectat, este posibil ca dispozitivul a cărui stare a fost detectată să atingă o valoare constantă a puterii. Această valoare va coincide cu cea a primului segment din următoarea fereastră de date achiziționate, astfel încât, pentru a nu exista două valori consecutive
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
de calcul a puterilor ce ține cont de valorile RMS ale perioadelor curentului electric. Acest algoritm constă în divizarea în segmente a datelor achiziționate în funcție de variațiile valorilor RMS ale perioadelor curentului. Odată ce această divizare a fost realizată, pentru fiecare segment detectat vor fi calculate puterile ale căror evoluție va fi analizată pentru a se detecta consumatorii electrici. Capitolul 3. Algoritm de detecție a consumatorilor electrici pe baza analizei modificărilor de putere dintre două stări stabile 3.1 Descrierea algoritmului Pe durata
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
de măsurare sau de calcul al puterilor, aceasta sumă nu va fi egală cu zero ci cu o valoare apropiată cu zero. Pornind de la această idee, a fost implementat un algoritm ce detectează consumatorii în urma analizei modificărilor dintre stările stabile detectate ale puterilor activă și reactivă [6]. În cazul acestei metode, putem spune că amprenta electrică a unui consumator este dată de modificările de putere activă și reactivă determinate de respectivul consumator. Utilizarea celor două puteri este utilă pentru distingerea acelor
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
care trebuie să opereze un consumator sau operațiile pe care acesta trebuie să le îndeplinească. Pentru algoritmul propus, o stare stabilă este detectată dacă puterea activă nu variază cu mai mult de 10% + 1 W dintr-o modificare de putere detectată, pentru o durată mai mare de 5 secunde. Termenul de 1 W a fost adăugat pentru modificările de amplitudini reduse (până în 20 W) pentru care procentul de 10% nu ar fi fost suficient. Se consideră ca este detectată o modificare
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
de putere detectată, pentru o durată mai mare de 5 secunde. Termenul de 1 W a fost adăugat pentru modificările de amplitudini reduse (până în 20 W) pentru care procentul de 10% nu ar fi fost suficient. Se consideră ca este detectată o modificare de putere, atunci când puterea activă variază cu mai mult de 5 W sau puterea reactivă cu mai mult de 5 VAR. Astfel, dacă este detectată o modificare de 20 W, o stare stabilă este atinsă dacă respectiva modificare
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
o stare stabilă de funcționare, puterea determinată de acesta prezintă mici variații. În acest sens, conform definiției stării stabile menționată anterior, sunt căutate succesiuni de segmente ale căror puteri calculate nu variază cu mai mult de ± 10% dintr-o modificare detectată și a căror durată totală este mai mare de 5 secunde. A fost aleasă această durată întrucât în urma observațiilor s-a observat că în medie un consumator atinge o stare stabilă dacă își menține consumul constant pentru mai mult de
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
5 W sau 5 VAR), atunci variația respectivă este ignorată. În acest fel detecția unei stări stabile nu va mai fi întârziată și nici tranziții false nu vor mai fi detectate. Inițial, baza de date ce cumulează informații despre consumatorii detectați nu conține nici o înregistrare. Pe parcurs, pe măsură ce noi consumatori sunt detectați, baza de date este actualizată cu noile informații. Detecția consumatorilor este realizată pe baza principiului că suma modificărilor de putere determinate de un consumator pe durata unui ciclu de
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
active, modificările pot varia cu ± 10% față de valoarea înregistrată în baza de date. Modificările determinate de consumatorii mici, până în 20 W, pot prezenta variații care să depășească limita de 10%. Pentru evitarea situațiilor în care anumiți consumatori să nu fie detectați, este adăugată o limită suplimentară lfa de 1 W în cazul consumatorilor ce determină modificări ale puterii active de până la 20 W. În cazul puterii reactive au fost identificate două probleme, reprezentate de consumatorii rezistivi și faptul că puterea reactivă
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
limită a fost stabilită la o valoare de ± 5 VAR. Dacă sunt găsiți consumatori posibili, atunci stările acestora sunt verificate pentru a se determina dacă sunt valide pentru variația care a avut loc. Dacă starea consumatorului este oprit iar modificarea detectată este corespunzătoare tranziției de la starea pornit la starea oprit, atunci starea consumatorului respectiv este invalidă iar algoritmul elimină consumatorul respectiv. În celelalte cazuri, starea consumatorului poate fi considerată ca fiind validă iar consumatorul este păstrat în lista consumatorilor posibili. După
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
multiple stări de funcționare, valorile ΔP și ΔQ sunt calculate în mod diferit: se adună toate modificările pozitive determinate de consumatorul respectiv. Cu aceste noi valori este realizată o nouă căutare în baza de date în care sunt înregistrați consumatorii detectați anterior pentru a se determina dacă există consumatori ce satisfac noile valori ΔP și ΔQ. În cazul în care sunt găsiți mai mulți consumatori posibili, li se verifică validitatea stărilor sale. În urma acestei verificări, dintre consumatorii rămași este ales acela
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
mai mulți consumatori posibili, li se verifică validitatea stărilor sale. În urma acestei verificări, dintre consumatorii rămași este ales acela care prezintă cele mai mici abateri ale valorilor noi calculate ΔP și ΔQ față de valorile ce caracterizează consumatorul respectiv. Pentru consumatorul detectat este realizată o actualizare a stării precum și a informațiilor ce-l caracterizează. Dacă în urma căutării nu a fost detectat nici un consumator posibil, atunci combinația identificată caracterizează un consumator nou. Acest consumator nou va fi înregistrat în baza de date și
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
dintre două stări stabile. Combinații consumatori. Această rutină verifică dacă modificările curente sunt rezultatul pornirii sau opririi simultane a mai multor consumatori. Dacă valorile ΔP și ΔQ sunt negative, atunci rutina realizează o căutare ale unor posibile combinații de consumatori detectați ca fiind porniți. Pentru aceste combinații sunt calculate sumele tuturor modificărilor constituente, care apoi sunt verificate dacă se încadrează între limitele definite anterior ΔPprag- și ΔPprag+ pentru puterea activă, pentru puterea reactivă. În cazul în care aceste sume se încadrează
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
de putere activă și reactivă corespunzătoare combinației analizate, indicatori care precizează dacă respectivul consumator există sau nu în baza de date și valorile modificărilor de putere activă și reactivă calculate pentru combinația analizată. Întrucât în pasul anterior toate modificările consumatorilor detectați ce caracterizau tranziția acestora la starea pornit au fost trecute în vectorii de stări nedefinite, ceea ce a determinat ca toți consumatorii să fie marcați ca fiind opriți, se poate spune că suma tuturor modificărilor din respectivii vectori va fi zero
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
fost găsit un singur consumator care este caracterizat de toate modificările de putere existente în cei doi vectori ΔP respectiv ΔQ. După determinarea combinației de consumatori este realizată o actualizare a informațiilor consumatorilor existenți sau o generare a consumatorilor noi detectați. Odată finalizată această rutină, algoritmul începe din nou cu analiza următorului segment de date achiziționat. 3.2 Verificare experimentală Utilizând sistemul descris în capitolul 2 sunt achiziționate continuu, la o frecvență de 50 kHz, ferestre ale formelor de undă ale
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
nu conțin nici un element, nici o combinație nu este obținută, astfel încât nici un consumator nu este detectat. Prin urmare modificările curente sunt trecute în vectorii de stări nedefinite. Rutina Combinații consumatori nu va oferi nici ea un rezultat întrucât nu există consumatori detectați. Nivelul puterilor nefiind egal cu cel înregistrat atunci când nici un consumator nu era pornit (108.63 W față de 7.14 W), rutina Zero consumatori nu va fi executată. La momentul t = 37 s, este identificată o nouă stare stabilă ce a
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
nu a fost detectat, iar rutina Zero consumatori nu va fi executată întrucât nivelul puterii nu coincide cu cel înregistrat în momentul în care nici un consumator nu era pornit. În mod similar, algoritmul analizează modificările determinate de fiecare stare stabilă detectată, fără a avea vreun rezultat în ceea ce privește consumatorii detectați, până la starea stabilă detectată la momentul t = 126 s. În acest moment, starea stabilă identificată determină modificări ale celor două puteri de. Până în acest moment nici un consumator nu a fost detectat, astfel încât
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
nu va fi executată întrucât nivelul puterii nu coincide cu cel înregistrat în momentul în care nici un consumator nu era pornit. În mod similar, algoritmul analizează modificările determinate de fiecare stare stabilă detectată, fără a avea vreun rezultat în ceea ce privește consumatorii detectați, până la starea stabilă detectată la momentul t = 126 s. În acest moment, starea stabilă identificată determină modificări ale celor două puteri de. Până în acest moment nici un consumator nu a fost detectat, astfel încât nu se va obține nici un rezultat în urma căutarii
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
pentru care, modificările de putere iau valorile 131.58 W și 28.18 W. Baza de date nu prezintă nici un consumator având aceste valori iar fișierul de stări nedefinite nu prezintă nici o înregistrare, astfel încât se vor caută combinații ale consumatorilor detectați anterior prin intermediul rutinei Combinații consumatori. De menționat, faptul că în baza de date sunt înregistrați consumatorii detectați anterior, ale căror amprente electrice se regăsesc în Tabelul 3.1. Pentru început sunt calculate limitele pentru care vor fi căutate combinații: ΔPprag-
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
nu prezintă nici un consumator având aceste valori iar fișierul de stări nedefinite nu prezintă nici o înregistrare, astfel încât se vor caută combinații ale consumatorilor detectați anterior prin intermediul rutinei Combinații consumatori. De menționat, faptul că în baza de date sunt înregistrați consumatorii detectați anterior, ale căror amprente electrice se regăsesc în Tabelul 3.1. Pentru început sunt calculate limitele pentru care vor fi căutate combinații: ΔPprag- = |131.58| × 90% = 118.42 W, ΔPprag+ = |131.58|× 110% = 144.73 W, ΔQprag- = |28.18| × 90
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]