1,744 matches
-
conectate sarcini liniare și o sarcină variabilă, se poate utiliza conținutul armonicelor superioare pentru a se urmări și separa consumul sarcinii variabile. Este posibilă separarea consumului și în situațiile în care sunt prezenți și consumatori neliniari, dacă aceștia nu influențează armonicele monitorizate pentru sarcinile variabile. În urma unor teste asupra unei sarcine variabile (ventilator utilizat în sistemul de aerisire al unei clădiri), au fost determinate evoluțiile în timp ale puterii activă și reactivă atât pentru frecvența fundamentală cât și pentru frecvențe armonice
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
armonicele monitorizate pentru sarcinile variabile. În urma unor teste asupra unei sarcine variabile (ventilator utilizat în sistemul de aerisire al unei clădiri), au fost determinate evoluțiile în timp ale puterii activă și reactivă atât pentru frecvența fundamentală cât și pentru frecvențe armonice. Conform rezultatelor obținute au fost observate corespondențe între armonicele de rang 5 și 7 și puterile activă și reactivă ale respectivului consumator. Modelarea corelațiilor identificate poate fi realizată prin intermediul unei funcții polinomiale ce utilizează metoda celor mai mici pătrate. Aplicând
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
unei sarcine variabile (ventilator utilizat în sistemul de aerisire al unei clădiri), au fost determinate evoluțiile în timp ale puterii activă și reactivă atât pentru frecvența fundamentală cât și pentru frecvențe armonice. Conform rezultatelor obținute au fost observate corespondențe între armonicele de rang 5 și 7 și puterile activă și reactivă ale respectivului consumator. Modelarea corelațiilor identificate poate fi realizată prin intermediul unei funcții polinomiale ce utilizează metoda celor mai mici pătrate. Aplicând acest procedeu pentru un anumit segment, s-a observat
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
și reactivă ale respectivului consumator. Modelarea corelațiilor identificate poate fi realizată prin intermediul unei funcții polinomiale ce utilizează metoda celor mai mici pătrate. Aplicând acest procedeu pentru un anumit segment, s-a observat o liniaritate aproape perfectă pe scară logaritmică între armonicele de rang 5 și 7 și puterea activă. Procedura poate fi apoi repetată pentru diferite regiuni pentru a se obține pe bucăți o curbă de corelare continuă pentru întreg domeniul. În mod similar se poate determina corelația dintre armonice și
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
între armonicele de rang 5 și 7 și puterea activă. Procedura poate fi apoi repetată pentru diferite regiuni pentru a se obține pe bucăți o curbă de corelare continuă pentru întreg domeniul. În mod similar se poate determina corelația dintre armonice și puterea reactivă. Sistemul pentru estimarea energiei consumate de sarcinile variabile constă în determinarea unei anumite armonice pe baza căreia, utilizând un tabel de corelări, se obțin estimări ale puterilor fundamentale medii corespunzătoare sarcinii variabile. Utilizând aceste estimări, din puterile
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
regiuni pentru a se obține pe bucăți o curbă de corelare continuă pentru întreg domeniul. În mod similar se poate determina corelația dintre armonice și puterea reactivă. Sistemul pentru estimarea energiei consumate de sarcinile variabile constă în determinarea unei anumite armonice pe baza căreia, utilizând un tabel de corelări, se obțin estimări ale puterilor fundamentale medii corespunzătoare sarcinii variabile. Utilizând aceste estimări, din puterile măsurate sunt extrase consumurile sarcinilor variabile, urmând ca valorile obținute să fie trecute prin filtre de albire
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
atunci când tranzițiile au loc simultan sau aproape simultan. Pentru consumatorii ce utilizează circuite invertoare care își schimbă frecvent starea de operare, au fost utilizate funcții cu bază radială (RBF) pentru estimarea consumului de energie [68] și rețele neuronale cu intrări armonice superioare pentru detecția sarcinilor [56][94]. Diferite metode de clasificare bazate pe rețele neuronale au fost folosite, precum perceptronul multistrat (MLP - multilayer perceptron), rețeaua funcție cu bază radială (RBF - radial basis function) și mașini cu suport vectorial (SVM - support vector
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
montat la orice priză din cadrul unei locuințe, întrucât zgomotul se transmite prin rețeaua de alimentare. În [37] este prezentată o metodă de detecție a consumatorilor utilizând un set de caracteristici extrase, precum puterea activă, factorul de putere și conținutul în armonice. Detecția consumatorilor este realizată prin compararea unui set de caracteristici, măsurate după apariția unui eveniment, cu seturi de caracteristici, înregistrate într-o bază de date, ce definesc diferiți consumatori identificați anterior. Pentru comparare este utilizată o tehnică de recunoaștere a
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
electrică a unui consumator ce va fi utilizată în procesul de detecție. Dintre caracteristicile utilizate până în momentul actual, amintim: modificările de putere activă și reactivă, profilele tranzitorii determinate în momentul trecerii unui consumator de la o stare de funcționare la alta, armonicele curentului și a puterilor, puterea aparentă, admitanța, forma de undă a curentului, ș.a.. Analizându-se aceste caracteristici, metodele de detecție a consumatorilor pot fi clasificate în (i) metode ce utilizează analiza în regim staționar, (ii) metode ce utilizează analiza în
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
forma de undă a curentului, ș.a.. Analizându-se aceste caracteristici, metodele de detecție a consumatorilor pot fi clasificate în (i) metode ce utilizează analiza în regim staționar, (ii) metode ce utilizează analiza în regim tranzitoriu, (iii) metode ce utilizează analiza armonicelor și (iv) alte metode. Datorită diversității consumatorilor, caracteristicile analizate pot prezenta variații distinctive doar în cazul unor anumite categorii de consumatori, astfel încât metodele implementate prezintă anumite limitări în ceea ce privește detecția consumatorilor. Capitolul 2. 2.1 Structura hardware a sistemului implementat pentru
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
comutările realizate de către acești consumatori vor conduce la o distorsionare a formei de undă a tensiunii, chiar dacă aceasta inițial era sinusoidală . Aceste sarcini lucrează în regim deformant, regim cel mai adesea întâlnit în practică. Regimul deformant este caracterizat de prezența armonicelor ce reprezintă componente ale tensiunii și curentului ale căror frecvențe sunt multipli întregi ai fundamentalei. Tensiunile si curenții corespunzători regimului deformant pot fi descompuși în serii Fourier. 2.4 Metoda de calcul a puterilor utilizată în cadrul sistemului de detecție a
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
algoritmi prezentați în capitolele anterioare, și algoritmul mixt a fost supus unei verificări experimentale ce a dovedit capacitatea acestuia de a fi utilizat în detecția consumatorilor. Capitolul 6. Algoritm de detecție a consumatorilor electrici pe baza analizei amplitudinilor și fazelor armonicelor de curent 6.1 Problematica analizei spectrale folosind Transformata Fourier În funcție de structura electrică internă, curentul absorbit poate să difere de la un consumator la altul. Pentru caracterizarea acestuia se pot folosi diferiți parametri, dintre care putem menționa fazele și amplitudinile componentei
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
6.1 Problematica analizei spectrale folosind Transformata Fourier În funcție de structura electrică internă, curentul absorbit poate să difere de la un consumator la altul. Pentru caracterizarea acestuia se pot folosi diferiți parametri, dintre care putem menționa fazele și amplitudinile componentei fundamentale si armonicelor. Prin urmare, analizând variațiile în timp ale acestor parametri se pot detecta sursele (consumatorii electrici) care au determinat respectivele variații. Realizarea unei analize spectrale precise a semnalelor eșantionate, bazată pe Transformata Fourier Discretă (DFT), reprezintă și în momentul actual o
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
pentru fiecare valoare reală m = k-b, menținându-se rezoluția DFT. 6.2 Descrierea algoritmului Algoritmul constă în achiziția de segmente de date (curent și tensiune), care apoi sunt analizate cu scopul de a se detecta variații ale fazelor și amplitudinilor armonicelor care să fie caracteristice unui anumit consumator. Diagrama bloc a algoritmului implementat este prezentată în Cu alte cuvinte, este necesar ca faza segmentului de date analizat să ia o anumită valoare de fiecare dată. Astfel, din segmentul de date achiziționat
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
reprezenta un semnal a cărui formă de undă este determinată de consumatorul ce a determinat variația de putere, iar parametrii obținuți în urma analizei spectrale vor putea fi utilizați pentru identificarea consumatorului. Folosindu-se semnalul detectat sunt determinate fazele și amplitudinile armonicelor de curent. Acestea sunt comparate cu valori înregistrate anterior în baza de date. Dacă acestea se regăsesc în baza de date, atunci starea consumatorului corespunzător este actulizată. În caz contrar, un consumator nou este detectat iar caracteristicile acestui vor fi
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
în coloana din dreapta sunt prezentate caracteristicile tensiunii. În prima linie sunt prezentate segmentele de date achiziționate, în a doua linie pot fi observate sub-segmentele aduse la faza impusă, în a treia linie sunt prezentate valorile normalizate la fundamentala F ale armonicelor impare A (până la rangul 19) în scară logaritmică, în a patra linie sunt prezentate valorile armonicelor în scară liniară iar în a cincea linie sunt prezentate valorile fazelor corespunzătoare armonicelor analizate. 6.4 Concluzii • A fost prezentat un algoritm de
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
în a doua linie pot fi observate sub-segmentele aduse la faza impusă, în a treia linie sunt prezentate valorile normalizate la fundamentala F ale armonicelor impare A (până la rangul 19) în scară logaritmică, în a patra linie sunt prezentate valorile armonicelor în scară liniară iar în a cincea linie sunt prezentate valorile fazelor corespunzătoare armonicelor analizate. 6.4 Concluzii • A fost prezentat un algoritm de detecție a consumatorilor ce utilizează analiza amplitudinilor și fazelor armonicelor curentului. Curentul electric diferă de la un
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
treia linie sunt prezentate valorile normalizate la fundamentala F ale armonicelor impare A (până la rangul 19) în scară logaritmică, în a patra linie sunt prezentate valorile armonicelor în scară liniară iar în a cincea linie sunt prezentate valorile fazelor corespunzătoare armonicelor analizate. 6.4 Concluzii • A fost prezentat un algoritm de detecție a consumatorilor ce utilizează analiza amplitudinilor și fazelor armonicelor curentului. Curentul electric diferă de la un consumator la altul, astfel încât în urma analizei spectrale se vor obține valori diferite pentru consumatori
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
a patra linie sunt prezentate valorile armonicelor în scară liniară iar în a cincea linie sunt prezentate valorile fazelor corespunzătoare armonicelor analizate. 6.4 Concluzii • A fost prezentat un algoritm de detecție a consumatorilor ce utilizează analiza amplitudinilor și fazelor armonicelor curentului. Curentul electric diferă de la un consumator la altul, astfel încât în urma analizei spectrale se vor obține valori diferite pentru consumatori diferiți. Algoritmul utilizează semnalul obținut ca diferență între segmentele de date înregistrate înainte și după apariția unui eveniment pentru determinarea
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
diferă de la un consumator la altul, astfel încât în urma analizei spectrale se vor obține valori diferite pentru consumatori diferiți. Algoritmul utilizează semnalul obținut ca diferență între segmentele de date înregistrate înainte și după apariția unui eveniment pentru determinarea amplitudinilor și fazelor armonicelor ce vor fi utilizate la detecția și identificarea consumatorilor. • A fost prezentată o bază de date cu amprentele electrice corespunzătoare a 47 de consumatori. Amprentele electrice au fost înregistrate pentru situația în care doar consumatorul analizat era pornit. • S-a
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
au fost înregistrate pentru situația în care doar consumatorul analizat era pornit. • S-a arătat că semnalul unui consumator obținut atunci când mai mulți consumatori sunt porniți este similar cu cel înregistrat în baza de date. • Pentru determinarea amplitudinilor și fazelor armonicelor a fost implementat un nou algoritm al DFT ce utilizează valori neîntregi ale argumentului k. • S-a demonstrat faptul rezultatele obținute cu noua versiune a DFT sunt aceleași cu cele obținute atunci când zero padding este aplicată. • Cu unele mici modificări
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
subtensiuni, supratensiuni). Evenimentele tranzitorii și distorsiunile formei de undă au ca principală cauză comutarea de condensatoare de înaltă tensiune, lovirea de fulgere a rețelei de de transport a energiei electrice, scurtcircuite majore, punerea în funcțiune a unor consumatori ce introduc armonice în rețeaua de alimentare, precum sistemele de iluminat fluorescente, sau restaurarea nivelului de tensiune după ce o întrerupere a avut loc. Cea de-a doua grupă a perturbațiilor, corespunzătoare variațiilor tensiunii, au ca principale cauze existența unor sarcini pulsatorii, comutarea unor
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
și pe un server sub forma unei pagini de internet pentru monitorizarea la distanță și diseminarea rezultatelor obținute în urma măsurătorilor. Clasificarea evenimentelor în evenimente tranzitorii și distorsiuni ale formei de undă este realizată în funcție de durata lor și de valorile distorsiunilor armonice totale (THD). Valorile THD sunt determinate utilizând rezultatele algoritmului “multi-harmonic least square fitting” [86]. Perturbațiile de scurtă și lungă durată sunt detectate prin monitorizarea valorilor RMS ale tensiunii și comparându-le cu anumite praguri predefinite. 7.2 Algoritm pentru monitorizarea
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
cealaltă pentru evenimente determinate de semnale tranzitorii și distorsiuni în formele de undă ale tensiunii. Odată ce sunt identificate evenimente de perturbare a calității energiei electrice, vor fi calulate caracteristicile acestora referitoare la momentul detecției, durata, amplitudinea sau coeficientul de distorsiuni armonice totale THD. Aceste informații vor fi salvate în fișiere atât pe calculatorul personal cât și pe un server de internet spre a fi puse la dispoziție persoanelor interesate sub forma unei pagini de internet. 7.2.1 Detecția evenimentelor RMS
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
ms va fi identificat ca o distorsiune a formei de undă. Separarea evenimentelor ale căror durate sunt între 20 ms și 50 ms în evenimente tranzitorii și distorsiuni ale formei de undă este realizată prin considerarea unui prag al distorsiunilor armonice totale a evenimentului. Dacă valoarea THD a evenimentului este sub pragul stabilit, atunci este clasificat ca un eveniment tranzitoriu, în caz contrar ca distorsiune a formei de undă. Valorile THD sunt calculate utilizând amplitudinile armonicelor (până la rangul 50) determinate prin
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]