6,258 matches
-
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 prezintă o serie de limitări în ceea ce privește detecția de consumatori
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 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
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
același nivel de putere. Aceasta înseamnă că nu pot exista două stări Oprit sau două stări diferite pentru care aparatul electric să prezinte același nivel al puterii absorbite. Pornind de la acest model de automate finite, a fost implementat un nou algoritm care, spre deosebire de lucrarea lui Hart ce analiza consumatori izolați, considera mai mulți consumatori din cadrul unei locuințe așa cum sunt observați la nivelul contorului electric [27]. Variația de putere înregistrată între două stări stabile consecutive caracterizează tranziția unui consumator de la o stare
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 curentului. O metodă
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
modificări anterioare ce nu au fost atribuite unui consumator prin aplicarea unor limite 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
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
în cadrul sistemelor de încălzire, ventilare și aer condiționat. Reducerea costurilor de implementare poate fi obținută prin utilizarea unui senzor optic montat pe contorul de electricitate care să culeagă informațiile legate de consumul de energie [12][13]. Această metodă utilizează un algoritm complex ce combină metode de clusterizare, un algoritm genetic si o abordare de programare dinamică. 1.5.2.2 Metode ce utilizează analiza în regim tranzitoriu Profilele semnalelor tranzitorii de pornire sunt în strânsă legătură cu natura sarcinii fizice pe
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
Reducerea costurilor de implementare poate fi obținută prin utilizarea unui senzor optic montat pe contorul de electricitate care să culeagă informațiile legate de consumul de energie [12][13]. Această metodă utilizează un algoritm complex ce combină metode de clusterizare, un algoritm genetic si o abordare de programare dinamică. 1.5.2.2 Metode ce utilizează analiza în regim tranzitoriu Profilele semnalelor tranzitorii de pornire sunt în strânsă legătură cu natura sarcinii fizice pe care un aparat electric trebuie să o îndeplinească
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 este greu de implementat și necesită resurse considerabile, motiv pentru care a fost propus un algoritm care analizează doar acele segmente care produc modificări substanțiale, denumite secțiuni V [57][60]. Aceste 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
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
un algoritm care analizează doar acele segmente care produc modificări substanțiale, denumite secțiuni V [57][60]. Aceste 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
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 în această situație algoritmul poate identifica cei doi consumatori doar în cazul în care există o distanță minimă între secțiunile v ce caracterizează cele două aparate electrice. Acest prim filtru realizează o glisare a unei ferestre de lungime N peste fluxul de date de
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
a celorlalți doi. Cu cât aceste valori LVD sunt mai mici cu atât mai greu se poate realiza distincția a doi consumatori. Contrar acestui caz, doi consumatori pot fi deosebiți cu ușurință atunci când LVD ia valori ridicate. Pentru evaluarea performanțelor algoritmului în condiții de variație a energiilor măsurate, a fost aplicată o varianță de 5% pentru fiecare element al vectorilor identificați. Cu aceste noi valori a fost recalculat parametrul LVD pentru diferiți consumatori. Conform rezultatelor obținute s-a observat că toți
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 pentru eliminarea zgomotului colorat. După eliminarea zgomotului, algoritmul poate identifica starea de operare a unui consumator constant. Pentru detecția consumatorilor a fost utilizată o analiză a anvelopelor (6) și (7) pe durata stărilor tranzitorii [93]. Utilizând o metodă bazată pe procedeul celor mai mici pătrate, anvelopa spectrală determinată
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
a capacității de a extrage informația necesară pentru detecția cu precizie a consumatorilor. 1.5.2.4 Alte metode Față de analizele cele mai frecvent utilizate, prezentate anterior, cercetătorii au căutat diferite alte caracteristici ce pot fi utilizate pentru implementarea de algoritmi pentru detecția consumatorilor. Astfel au fost propuse metode ce utilizează formele de undă ale curentului electric, admitanța instantanee, puterea instantanee și valorile eigen pentru caracterizarea amprentei electrice a consumatorilor . O abordare diferită pentru definirea amprentei electrice a unui consumator este
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
identificați anterior. Pentru comparare este utilizată o tehnică de recunoaștere a pattern-urilor, metoda celui mai apropiat vecin. Alte metode pentru detecția consumatorilor descriu consumatorii cu ajutorul modelului Hidden Markov [20][70][77][106][108]. De asemenea a fost implementat un algoritm ce combină metoda lui Hart cu rețelele neuronale și mașinile cu suport vectorial [69]. Prin utilizarea rețelelor neuronale se obține o îmbunătățire a recunoașterii consumatorilor însă cu costuri mari în ceea ce privește cantitatea de informații pentru învățare necesară construirii modelelor. 1.6
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
ale curentului și/sau tensiunii într-un singur punct cu ajutorul unui singur dispozitiv de măsurare. Pe baza acestor forme de undă achiziționate sunt calculați o serie de parametri (puterea activă, puterea reactivă, admitanța, etc.) care ulterior sunt utilizați în cadrul unui algoritm complex de analiză cu scopul de a identifica acele evenimente corespunzătoare trecerii unui consumator dintr-o stare de funcționare în alta. Prin urmare, se poate spune că aceste metode presupun utilizarea unui sistem hardware simplu combinat însă cu o parte
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
măsurate de cei doi traductori sunt achiziționate prin intermediul unei plăci de achiziție NI USB-6211 [109] la o frecvență de 50 kHz și apoi transmise prin interfața USB către un calculator personal pentru procesare. Pe calculatorul personal au fost realizați diferiți algoritmi având ca scop detecția consumatorilor electrici. Pentru implementarea algoritmilor s-a utilizat pachetul software LabVIEW. Rezultatele analizei sunt ulterior afișate utilizatorului pe monitorul calculatorului personal. Primul algoritm implementat utilizează modificările de putere, calculate între două stări stabile consecutive, pentru detecția
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
plăci de achiziție NI USB-6211 [109] la o frecvență de 50 kHz și apoi transmise prin interfața USB către un calculator personal pentru procesare. Pe calculatorul personal au fost realizați diferiți algoritmi având ca scop detecția consumatorilor electrici. Pentru implementarea algoritmilor s-a utilizat pachetul software LabVIEW. Rezultatele analizei sunt ulterior afișate utilizatorului pe monitorul calculatorului personal. Primul algoritm implementat utilizează modificările de putere, calculate între două stări stabile consecutive, pentru detecția consumatorilor, al doilea utilizează profilele tranzitorii atunci când un consumator
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
către un calculator personal pentru procesare. Pe calculatorul personal au fost realizați diferiți algoritmi având ca scop detecția consumatorilor electrici. Pentru implementarea algoritmilor s-a utilizat pachetul software LabVIEW. Rezultatele analizei sunt ulterior afișate utilizatorului pe monitorul calculatorului personal. Primul algoritm implementat utilizează modificările de putere, calculate între două stări stabile consecutive, pentru detecția consumatorilor, al doilea utilizează profilele tranzitorii atunci când un consumator trece de la o stare de funcționare la alta iar cel de-al treilea a fost implementat prin combinarea
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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, mărimile de interes utilizate de algoritmii implementați pentru detecția consumatorilor sunt puterile electrice. Un consumator electric, atunci când este pus în funcțiune, va fi caracterizat de o putere activă P și una reactivă Q. În funcție de structura electrică a consumatorilor aceste puteri vor lua valori diferite. Determinarea valorilor
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
vor fi diferite. În urma calculelor, valorile celor două puteri sunt 101.8 W respectiv 42.7 W. Este evident că diferența dintre aceste valori este considerabilă și poate conduce la obținerea unor rezultate greșite atunci când vor fi aplicate în cadrul algoritmului de detecție a consumatorilor. Pentru obținerea unor valori care să asigure obținerea unor rezultate corecte în urma procesului de detecție a consumatorilor, s-a căutat o nouă abordare de calcul a puterilor electrice. Această nouă abordare constă în divizarea ferestrelor de
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
fi analizat în următoarea fereastră. Dacă se constată că valoarea RMS se menține constantă, atunci cele două segmente se unesc urmând ca puterea să fie calculată pentru noul segment de date. Cu aceste valori calculate s-a continuat la implementarea algoritmilor de detecție a consumatorilor electrici. 2.5 Concluzii • A fost realizată o prezentare a structurii sistemului implementat pentru detecția consumatorilor pe baza amprentei electrice. Pentru a-și îndeplini funcționalitatea, acest sistem analizează diferiți parametri caracteristici ale puterilor activă și reactivă
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
sistemul de calcul și conversia analog-numerică a informațiilor măsurate de cele două traductoare este realizată cu ajutorul unei plăci de achiziție NI USB-6211. Odată ajunse în cadrul sistemului de operare, aceste informații sunt prelucrate cu scopul de a detecta consumatorii electrici. Rezultatele algoritmului de detecție a consumatorilor sunt oferite utilizatorului prin intermediul unei interfețe grafice în care sunt prezentate de asemenea și informații cu privire la consumul de energie electrică. Spre deosebire de un contor clasic de electricitate care oferă doar informații despre consumul total de energie, în cadrul
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
instantanee ale tensiunii și curentului și determinarea valorii medii ale acestui produs. Întrucât utilizarea unei ferestre întregi de date ar conduce la obținerea unor valori diferite ale puterii în momentul în care un consumator este comutat, a fost implementat un algoritm 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
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
întregi de date ar conduce la obținerea unor valori diferite ale puterii în momentul în care un consumator este comutat, a fost implementat un algoritm 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
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]
-
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 unui ciclu de funcționare oprit - pornit - oprit, un consumator poate trece printr-una sau mai multe stări de funcționare
Amprenta consumatorilor electrici by Andrei Sebastian Ardeleanu, Codrin Donciu () [Corola-publishinghouse/Science/83090_a_84415]