4,516 matches
-
spre deosebire de cea liniară, atunci când este alimentată de la o tensiune sinusoidală va consuma curenți nesinusoidali ce conțin componente armonice. Aceste componente armonice pot diferi de la un consumator la altul în funcție de structura lor electrică, putând astfel fi folosite la îmbunătățirea procesului de detecție a sarcinilor. Prin urmare, două dispozitive ce prezintă același consum vor putea fi diferențiate prin analiza componentelor armonice. Detecția consumatorilor prin intermediul amprentelor electrice trebuie să țină cont de o serie de probleme precum: - clasa de consumatori poate avea un domeniu
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
componente armonice pot diferi de la un consumator la altul în funcție de structura lor electrică, putând astfel fi folosite la îmbunătățirea procesului de detecție a sarcinilor. Prin urmare, două dispozitive ce prezintă același consum vor putea fi diferențiate prin analiza componentelor armonice. Detecția consumatorilor prin intermediul amprentelor electrice trebuie să țină cont de o serie de probleme precum: - clasa de consumatori poate avea un domeniu destul de larg în ceea ce privește modificările de putere, care se poate suprapune peste alte clase de consumatori; - mai multi consumatori pot
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
poate fi realizată o clasificare în metode ce utilizează: 1. analiza în regim staționar; 2. analiza în regim tranzitoriu; 3. analiza armonicelor; 4. alte metode. Combinații ale acestor metode au fost de asemenea realizate cu scopul de a îmbunătăți procesul detecției consumatorilor electrici. 1.5.2.1 Metode ce utilizează analiza în regim staționar Analiza în regim staționar presupune utilizarea modificărilor, ce apar între două stări stabile ale puterii, pentru detecția consumatorilor electrici. De-a lungul timpului, aceste modificări au fost
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
fost de asemenea realizate cu scopul de a îmbunătăți procesul detecției consumatorilor electrici. 1.5.2.1 Metode ce utilizează analiza în regim staționar Analiza în regim staționar presupune utilizarea modificărilor, ce apar între două stări stabile ale puterii, pentru detecția consumatorilor electrici. De-a lungul timpului, aceste modificări au fost utilizate de diferiți cerecetători pentru implementarea de algoritmi care să permită detecția neintruzivă a consumatorilor Inițial, G. W. Hart a implementat un sistem bazat pe clusterizare pentru detecția consumatorilor cu
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
regim staționar Analiza în regim staționar presupune utilizarea modificărilor, ce apar între două stări stabile ale puterii, pentru detecția consumatorilor electrici. De-a lungul timpului, aceste modificări au fost utilizate de diferiți cerecetători pentru implementarea de algoritmi care să permită detecția neintruzivă a consumatorilor Inițial, G. W. Hart a implementat un sistem bazat pe clusterizare pentru detecția consumatorilor cu două stări: pornit/oprit [44]. Sunt determinate valorile modificărilor de putere activă și reactivă care apoi sunt analizate pentru identificarea de variații
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
puterii, pentru detecția consumatorilor electrici. De-a lungul timpului, aceste modificări au fost utilizate de diferiți cerecetători pentru implementarea de algoritmi care să permită detecția neintruzivă a consumatorilor Inițial, G. W. Hart a implementat un sistem bazat pe clusterizare pentru detecția consumatorilor cu două stări: pornit/oprit [44]. Sunt determinate valorile modificărilor de putere activă și reactivă care apoi sunt analizate pentru identificarea de variații ce pot fi asociate cu trecerea unui consumator dintr-o stare în alta. Algoritmul presupune parcurgerea
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
între ±20%, variații determinate de cauze externe consumatorului electric. Amprenta determinată cu aceste valori va prezenta variații considerabile independente de sarcină. Pentru eliminarea influențelor cauzate de variațiile tensiunii electrice, puterea determinată anterior va fi supusă unui proces de normalizare. 3. Detecția variațiilor. Prin intermediul unui detector de tranziții sau utilizându-se procedee de detecție a muchiilor [7], puterea normalizată este segmentată în perioade în care puterea este constantă și perioade în care puterea este variabilă. Dacă pentru o anumită perioadă minimă valorile
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
aceste valori va prezenta variații considerabile independente de sarcină. Pentru eliminarea influențelor cauzate de variațiile tensiunii electrice, puterea determinată anterior va fi supusă unui proces de normalizare. 3. Detecția variațiilor. Prin intermediul unui detector de tranziții sau utilizându-se procedee de detecție a muchiilor [7], puterea normalizată este segmentată în perioade în care puterea este constantă și perioade în care puterea este variabilă. Dacă pentru o anumită perioadă minimă valorile puterilor normalizate nu variază cu mai mult de o anumită valoare prag
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 prezintă o serie de limitări în ceea ce privește detecția de consumatori mici (sub
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 prezintă o serie de limitări în ceea ce privește detecția de consumatori mici (sub 100 W), consumatori continuu variabili sau consumatori care funcționează constant. Pentru consumatorii cu mai multe stări de funcționare, Hart propune în aceeași lucrare un model bazat pe conceptul de automat finit. Conform acestui Fiecărei stări a
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
tranziția C. În continuare sunt adăugate pe rând tranzițiile rămase și se cauta bucle noi. Pentru ca un posibil consumator să fie identificat ca și consumator, acesta trebuie să fie detectat de mai multe ori. O buclă determinată în urma procesului de detecție va începe întodeauna cu o tranziție pozitivă - creștere de putere - corespunzătoare evenimentului de punere în funcțiune a consumatorului respectiv. Tranzițiile de la o stare la alta se calculează ca diferență între valorile medii ale două stări stabile consecutive. Datorită acestui fapt
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
se consideră că este detectat un consumator posibil caracterizat de respectivul set de clustere. Analiza modificărilor de putere, determinate la tranziția unui consumator de la o stare la alta, prin intermediul unor tehnici de recunoaștere a pattern-urilor au fost utilizate pentru detecția consumatorilor [36]. Algoritmul realizează intr-o primă fază o detecție inițială a consumatorilor pe baza modificărilor de putere, urmând ca apoi această detecție să fie testată prin utilizarea unor trăsături suplimentare precum frecvența comutărilor consumatorului sau evoluția în timp a
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
respectivul set de clustere. Analiza modificărilor de putere, determinate la tranziția unui consumator de la o stare la alta, prin intermediul unor tehnici de recunoaștere a pattern-urilor au fost utilizate pentru detecția consumatorilor [36]. Algoritmul realizează intr-o primă fază o detecție inițială a consumatorilor pe baza modificărilor de putere, urmând ca apoi această detecție să fie testată prin utilizarea unor trăsături suplimentare precum frecvența comutărilor consumatorului sau evoluția în timp a curentului. O metodă similară este prezentată în [66] prin care
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
de la o stare la alta, prin intermediul unor tehnici de recunoaștere a pattern-urilor au fost utilizate pentru detecția consumatorilor [36]. Algoritmul realizează intr-o primă fază o detecție inițială a consumatorilor pe baza modificărilor de putere, urmând ca apoi această detecție să fie testată prin utilizarea unor trăsături suplimentare precum frecvența comutărilor consumatorului sau evoluția în timp a curentului. O metodă similară este prezentată în [66] prin care un set de rutine de verificare sunt aplicate după ce un consumator este detectat
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
de variație mai mari. De asemenea dacă o variație determină un consum total zero, atunci toți consumatorii vor fi marcați ca fiind opriți. O versiune modificată a algoritmului lui Hart, care utilizează un mecanism de eșantionare cu scalare variabilă pentru detecția variațiilor de putere, a fost utilizat pentru monitorizarea aparatelor electrice de încălzire, ventilare și aer condiționat [65]. De asemenea evoluția puterii a fost analizată și pentru identificarea defecțiunilor tipice ce pot apare în cadrul sistemelor de încălzire, ventilare și aer condiționat
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
prezintă tranziții de lungă durată, în timp ce consumatorii electronici (calculatoare personale, televizoare) prezintă tranziții de scurtă durată având o amplitudine ridicată. Întrucât sarcinile fizice care trebuiesc îndeplinite diferă de la un aparat la altul, semnalele tranzitorii de pornire pot fi utilizate pentru detecția consumatorilor. Aceste semnale au un caracter repetitiv și tind să-și păstreze forma chiar și în cazul consumatorilor ce utilizează tehnici de corecție a factorului de putere sau de modelare activă a formei de undă. Analiza completă a profilului tranzitoriu
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
secțiuni V sunt identificate prin intermediul unui detector de modificări ale valorii medii urmând ca apoi să fie utilizate pentru caracterizarea unui consumator electric. Algoritmul conține o etapă de învățare, în care sunt identificate secțiunile V caracteristice, urmată de etapa de detecție a consumatorilor. În etapa de învățare sunt identificate succesiunile temporale de secțiuni v ale consumatorilor monitorizați. De exemplu pentru un cuptor cu microunde poate fi detectată o secvență de două secțiuni v ce au loc la un interval de două
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
de secțiuni v ale consumatorilor monitorizați. De exemplu pentru un cuptor cu microunde poate fi detectată o secvență de două secțiuni v ce au loc la un interval de două secunde în timp ce pentru un aspirator este detectată o singură secțiune. Detecția unui consumator prin intermediul analizei tranzitorii va fi realizată prin căutarea unui model temporal precis de secțiuni v. În cazul în care doi consumatori sunt porniți la intervale scurte de timp apare o suprapunere a secvențelor de secțiuni v. Chiar și
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
cu valori diferite ale modificărilor de putere determinate prezintă profile tranzitorii de pornire identice ca formă dar scalate în amplitudine și durată. Prin utilizarea unei funcții de scalare în amplitudine și timp, se poate utiliza un profil tranzitoriu reprezentativ pentru detecția celorlalți consumatori din clasa respectivă. Astfel pot fi detectați consumatori ce prezintă același principiu de funcționare dar un consum diferit (ex. motoare de puteri diferite) cunoscându-se doar profilul unui singur consumator. În acest fel se realizează și o economie
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
trebuie înregistrat pentru o anumită clasă de consumatori. După aplicarea funcției de scalare este realizată o verificare pentru a se asigura că secțiunile v de la un anumit consumator complex detectat la o scară mai mare nu au fost utilizate pentru detecția unui profil mai puțin complicat la o scară mai mică. Compararea secțiunilor v poate fi realizată și prin diverse procedee de potrivire a modelelor (pattern matching) specifice aplicațiilor de procesare a imaginilor . Abordări diferite au fost de asemenea utilizate pentru
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
unui profil mai puțin complicat la o scară mai mică. Compararea secțiunilor v poate fi realizată și prin diverse procedee de potrivire a modelelor (pattern matching) specifice aplicațiilor de procesare a imaginilor . Abordări diferite au fost de asemenea utilizate pentru detecția aparatelor electrice prin analiza tranzitorie, precum transformata wavelet pentru clasificarea comportamentului tranzitoriu [90], rețele neuronale , logica fuzzy sau o combinație între analiza semnalelor tranzitorii de pornire, analiza standard în regim staționar și rețele neuronale pentru îmbunătățirea performanței de recunoaștere și
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
s-a observat că toți consumatorii pot fi diferențiați în aceste condiții de variație. Prin urmare, vectorul ce are ca elemente energiile curenților armonici consumați poate constitui fi considerat drept amprenta electrică a 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
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 acest sens, a fost implementată o
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 acest sens, a fost implementată o nouă metodă ce utilizează corelații între puterea
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
va fi extrasă din consumul total și după o filtrare a zgomotului asociat acestor aparate va rezulta consumul corespunzător celorlalte aparate. Consumul astfel rezultat nu va mai fi influențat de aparatele variabile și prin urmare va putea fi utilizat pentru detecția consumatorilor constanți. În cazul unei sarcine variable, forma de undă a curentului multiplicată cu valoarea de vârf a tensiunii poate fi descrisă printr-o serie Fourier variabilă în timp. Pentru k = 1, coeficienții Fourier corespund valorilor puterilor activă și reactivă
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]