BR102021005349A2 - Sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um novo sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica (SIDS) , o qual consiste de um sistema que monitora a tensão e a corrente elétrica na entrada de um determinado setor da unidade consumidora, onde operam diversos equipamentos consumidores de energia elétrica, sendo capaz de identificar o consumo individualizado de cada carga consumidora de energia elétrica do setor, bem como, identificar se a mesma está operando ou não. O sistema e o dispositivo têm a função de armazenar as informações de consumo de cada carga elétrica do setor, através de uma memória interna, e, opcionalmente, a posterior transferência de dita informação a um centro de operações que gerencia os diversos sistemas e dispositivos dos setores componentes de uma organização.

Description

SISTEMA E DISPOSITIVO DE SENSORIAMENTO, IDENTIFICAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE DADOS DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

[001] A presente invenção refere-se a um novo sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica (SIDS) , o qual consiste de um sistema que monitora a tensão e a corrente elétrica na entrada de um determinado setor da unidade consumidora, onde operam diversos equipamentos consumidores de energia elétrica, sendo capaz de identificar o consumo individualizado de cada carga de cada equipamento consumidor de energia elétrica do setor, bem como, identificar se o mesmo está operando ou não. O sistema e o dispositivo têm a função de armazenar as informações de consumo de cada equipamento consumidor de energia elétrica do setor, através de uma memória interna, e posterior transferência de dita informação a um centro de operações que gerencia os diversos sistemas e dispositivos dos setores componentes de uma organização.

CAMPO DE APLICAÇÃO

[002] O sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, objeto da presente invenção, é aplicado às áreas de monitoração de consumo de energia elétrica, monitoração de qualidade de energia elétrica, eficiência energética e similares, para uso no armazenamento das informações de consumo de cada equipamento consumidor de energia elétrica de cada setor componente de uma organização e envio das mesmas a um centro de operações que gerencia os diversos sistemas e dispositivos de cada setor, utilizados para residências e para aplicações industriais, empresas, órgão governamentais, dentre outros.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[003] O sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, objeto da presente invenção, têm por objetivo o monitoramento da tensão e da corrente elétrica na entrada de um setor que compõe diversos equipamentos consumidores de energia elétrica, para identificar o consumo individualizado de cada equipamento consumidor de energia pertencente ao setor, bem como, identificar se o mesmo está operando ou não. O sistema e o dispositivo armazenam as informações de consumo de cada equipamento consumidor de energia elétrica, por meio de uma memória interna. O usuário pode acessar esta informação diretamente no SIDS, ou opcionalmente transferi-la a um centro de operações que gerencia os diversos sistemas dos setores de uma organização.

PROBLEMA A SER RESOLVIDO

[004] Na área de monitoração de consumo de energia elétrica, são conhecidas, aos inventores, várias lacunas e limitantes no que se refere à capacidade de identificação individualizada de cada carga consumidora e do seu perfil de carga ao longo do tempo.

[005] No sentido de suprir as necessidades de identificação do perfil de uso das cargas e melhorar o monitoramento da eficiência energética e parâmetros similares, é que foi idealizado e configurado o sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, objeto da presente invenção, diferenciando-se dos sistemas conhecidos do estado da técnica por utilizar técnicas de análise de Assinatura de Potência, Processamento de Sinais, Análise Estocástica, Reconhecimento de Padrões, Envoltória de Potência, Vetorização, Composição Harmônica, Características V-I (Tensão-Corrente) e Transformada Wavelet.

[006] Dessa forma o sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, objeto da presente invenção, é capaz de identificar o consumo individualizado de cada equipamento consumidor de energia elétrica bem como se o mesmo está em operação ou não, armazenando as informações de consumo de cada elemento de consumo ao longo do tempo em uma memória interna, com esta informação sendo transferida a um centro de operações que gerencia os diversos sistema da organização.

[007] Ainda com a vantagem sobre os sistemas conhecidos de forma que o mesmo pode ser configurado como composto com um único sistema e dispositivo de sensoriamento (SIDS), para utilização em residências, ou um conjunto de sistemas e dispositivos de sensoriamento (SIDS) cujos dados são consolidados por um Centro de Operações, para aplicações industriais, empresas, órgão governamentais, dentre outros.

ESTADO DA TÉCNICA

[008] Existem alguns documentos de patente que descrevem aparelhos que realizam o monitoramento do consumo de energia, mas os mesmos apresentam limitações quanto à capacidade de medição individual dos dispositivos conectados à rede ou, havendo esta capacidade, apresentam várias restrições operacionais, porém nenhum desses documentos antecipa o dispõe as funcionalidades específicas que são apresentadas e atendidas pela presente invenção. Dentre esses documentos podem-se destacar os seguintes:

[009] O documento de patente US 2010167659 A1, METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING POWER CONSUMPTION, que descreve um dispositivo cujo sensor de consumo baseia-se num transformador com circuito magnético em aberto que é posicionado próximo ao cabeamento elétrico. A monitoração pode ser de um único equipamento, de um setor, de um departamento ou de toda uma organização. Os dados de consumo coletados podem ser transferidos (comunicação cabeada ou sem fio via RF) para unidades de processamento que consolidam dados de diversos sensores. Este documento descreve um sistema proposto, o qual não tem a funcionalidade de desagregação dos dados de consumo, ou seja, não é capaz de individualizar o consumo dos equipamentos conectados ao cabo onde o sensor está instalado;

[010] O documento de patente US2012278014 A1, METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING POWER CONSUMPTION, que descreve um dispositivo cujo sensor de consumo é um medidor comercial inteligente ("Smart Meter'); este sistema inclui um módulo de identificação de assinatura de potência sem detalhar as tecnologias utilizadas nesta identificação, apenas mencionando que se fará uso de "análise de Fourier, filtros, correlação cruzada, entre outros". Esse documento descreve um sistema que não cita o uso de Técnicas de Processamento de Sinais, Análise Estocástica e tecnologias Wavelet e restringe sua aplicação à medição de consumo. Adicionalmente, não menciona características de operação como treinamento com cargas individuais ou agregadas e treinamento contínuo do sistema;

[011] O documento de patente US2013066479 A1, ENERGY CONSUMPTION DISAGGREGATION SYSTEM, que apresenta um dispositivo individual NILM (nonintrusive load monitoring - monitoração não-intrusiva de carga), capaz de realizar a desagregação da energia “bruta” em componentes individuais de consumo. Para tanto, são utilizados sensores que amostram sinais elétricos, na entrada de energia, e estimam seus componentes individuais a partir de processamento digital de sinais. Contém também uma unidade de medição e decomposição de potência composta por: unidade de aquisição de dados (de tensão e corrente) conectada a um medidor de potência; unidade de filtragem para os sinais de tensão e corrente; microcontrolador, responsável pela realização da desagregação da potência medida em seus componentes; processamento dos sinais a partir da análise no domínio do tempo/frequência, baseada em transformadas em Wavelet; detectores de cruzamento por zero implementados no microcontrolador; análise de “assinatura” de potência para identificação dos diferentes tipos de carga; unidade de arrefecimento HVAC; conexão web, cabeada ou não, com a unidade de medição. Este documento descreve um dispositivo que não oferece a funcionalidade de detecção da inserção de cargas não cadastradas, inviabilizando treinamento contínuo. Também não é detalhada a forma de combinação das várias técnicas propostas numa arquitetura multiagentes;

[012] O documento de patente US2013158908A1, METHOD FOR UNSUPERVISED NON-INTRUSIVE LOAD MONITORING, que apresenta um método de detecção de ativação/desativação de uma carga elétrica individual, num cenário em que várias cargas estão sendo alimentadas pela mesma fonte. Tal análise se dá a partir dos sinais elétricos de corrente e tensão desta fonte. O método é baseado na assinatura de potência da carga em questão, nos seus instantes de ativação e desativação, sendo utilizadas e transformadas, a partir de deconvolução por matrizes esparsas, para a identificação da ativação de uma carga individual num conjunto de possíveis outras cargas. Portanto o método apresenta as seguintes etapas: identificação de uma pluralidade de eventos que compõem o acionamento e o desafinamento de um conjunto de cargas elétricas; aplicação da deconvolução aos eventos associados ao acionamento das cargas identificadas, gerando sua assinatura primária de potência; aplicação da deconvolução aos eventos associados ao desacionamento das cargas identificadas, gerando sua assinatura secundária de potência; identificação do acionamento/desacionamento de uma carga individual, num cenário em que várias cargas estão energizadas, a partir de suas assinaturas primárias/secundárias; uso de ferramentas de otimização para identificação de suas assinaturas primárias e secundárias. Diferente do apresentado neste documento de patente o sistema da presente invenção é um sistema de monitoramento de cargas elétricas, baseado neste método, compreende: um medidor de potência elétrica; um processador no qual são implementadas as transformações matemáticas necessárias ao método, assim como é realizada a deconvolução dos sinais amostrados e a identificação das assinaturas primárias e secundárias; identificação do acionamento de uma carga individual. No entanto, o documento acima não descreve a combinação das técnicas por meio de uma arquitetura multiagente e o treinamento contínuo do sistema;

[013] O documento de patente EP2570775 A1, AN ENERGY CONSUMPTION DISAGGREGATION SYSTEM, que propõe de forma genérica a desagregação das contribuições individuais de vários equipamentos ligados à rede elétrica mediante a medição através de sensores ligados a rede elétrica responsável pela alimentação dos diferentes equipamentos. Esse documento apresenta um sistema proposto para trabalhar com a medição de correntes e tensões e a utilização de diferentes métodos possíveis para a desagregação. Entre estes métodos estão citadas análises no domínio do tempo e da frequência, bem como o possível uso de Wavelet. Contudo, a patente não descreve maiores detalhes de implementação ou de arquiteturas necessárias para atender o que se propõe. Não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real. Adicionalmente, não é apresentado treinamento com cargas individuais ou agregadas, treinamento contínuo do sistema e a apresentação de um centro de operações e controle dos dados gerados pelo sistema;

[014] O documento de patente US7421378 B2, POWER SIGNATURE DIAGNOSING, propõe um método de análise de dispositivos genéricos mecânicos móveis, utilizando-se de amostras no domínio de tempo. Através de assinaturas de potência destes dispositivos mecânicos, são criados modelos que permitem a detecção de falhas ou de comportamentos que demandem manutenção preventiva. Esse documento descreve uma patente que exemplifica a utilização do método baseado no conhecimento detalhado do modelo dinâmico do dispositivo mecânico a ser monitorado. Não são citados como os algoritmos tratarão eventuais expectativas de mal funcionamento, muito menos o uso de técnicas de processamento de sinais de alta frequência, arquitetura multiagentes e procedimento de treinamento dos modelos para tanto. Não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real;

[015] O documento de patente US9470551 B2, METHOD FOR UNSUPERVISED NONINTRUSIVE LOAD MONITORING, que propõe um método para determinar a ativação ou desativação de uma carga elétrica única em uma fonte de energia com várias cargas elétricas acopladas. O sistema baseia-se na determinação de assinaturas de potência para cada uma das cargas. Através de um algoritmo de deconvolução, propõe-se determinar qual dispositivo está sendo ativado ou desativado, sem o conhecimento prévio da assinatura do dispositivo, apenas conhecendo o número de dispositivos comutados em uma janela de tempo. Esse documento não cita a utilização de técnicas de processamento de sinais/reconhecimento de padrões ou mesmo que a arquitetura de hardware será utilizada para atingir os objetivos apresentados. Não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real. Não são detalhadas formas de treinamento contínuo do sistema.;

[016] O documento de patente US8694291 B2, FOLDING CAR-STEP, propõe um método baseado em análise de formas de onda para identificar e caracterizar diferentes dispositivos operando em um circuito elétrico. O método baseia-se em criação de modelos de Wavelets criados a partir de medições de corrente feitas em vários pontos de circuito analisado. Esse documento revela um método que, apesar de usar conceitos como Wavelets, agregação e desagregação, a proposta não contempla a única medição de corrente e tensão na entrada da fonte de alimentação, apresentando limitações quanto ao custo a instalação de múltiplos sensores. Não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real;

[017] O documento de patente US9310865 B2, METHOD AND SYSTEM FOR OPTIMIZING A COMPOSITE LOAD DISAGGREGATION, apresenta um método para otimizar a desagregação de cargas compostas. O mecanismo de desagregação é baseado em um sistema de regras previamente estabelecidas em um banco de dados de regras. Além disso, o sistema prevê uma abordagem adaptativa para alterar as regras por meio de interface com usuários, além de apresentar um dispositivo eletrônico para aplicar as regras para identificar pelo menos um dispositivo em um dado ambiente. Finalmente, o documento ainda apresenta uma abordagem baseada em medidas de confiança para atribuir um grau de probabilidade de acerto na classificação do dispositivo identificado. Esse documento não discute o uso de uma combinação de métodos, numa arquitetura multiagente, nem o uso de assinaturas e características de sinais de alta frequência, incluindo, mas não restrito às técnicas de processamento de sinais, análise estocástica, identificação de sistemas, aprendizagem de máquina. Finalmente, não é apresentada a forma de consolidação visualização dos dados por meio de um centro de operações e controle do dispositivo proposto;

[018] O documento de patente WO2017221240 A1, SYSTEM AND METHOD FOR MANAGEMENT AND FORECASTING POWER CONSUMPTION DATA, que apresenta um sistema de previsão de carga para um ou mais consumidores residenciais. O sistema usa o padrão do histórico anterior para prever o consumo futuro e realizar recomendações de economia de energia e melhoria da eficiência energética. Para tanto, o sistema prevê a possibilidade do uso da desagregação de cargas, indicando a redução de consumo de cargas que podem trazer melhores benefícios ao usuário final do sistema. Utiliza como dados de entrada as informações provenientes de um ou mais “Smart Meters”. Esse documento não discute a metodologia para desagregação de cargas em detalhe, apenas referindo a possibilidade de uso. Também não discute como o modelo é adaptado às novas cargas (treinamento contínuo). Não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real;

[019] O documento de patente US9612286 B2, SYSTEMS AND METHODS FOR IMPROVING THE ACCURACY OF APPLIANCE LEVEL DISAGGREGATION IN NONINTRUSIVE APPLIANCE LOAD MONITORING TECHNIQUES, demonstra um sistema que identifica assinaturas de dispositivos com base nos perfis de cargas compostas de uma residência. O sistema inclui as seguintes etapas: identificação de transientes; níveis absolutos de potência em estado estacionário; agrupamento de padrões similares; combinação de transitórios; e determinação de assinaturas de dispositivos. Os métodos também podem incluir etapas como determinar transições dentro do perfil de carga composto da residência completa; determinar máquinas de estado de eletrodomésticos específicos para cada eletrodoméstico; e desagregar todo o perfil de carga composta da casa em cargas individuais de cada aparelho, atribuindo as transições determinadas às máquinas de estado do aparelho específicas do agregado. Esse documento não discute o uso de uma combinação das técnicas por meio de uma arquitetura multiagente, nem o treinamento contínuo do sistema para novas cargas;

[020] O documento de patente US9691030 B2, ASSISTED LABELING OF DEVICES WITH DISAGGREGATION, que apresenta um processo para elaborar a rotulação de dispositivos em uma residência, coletando sinais elétricos em um único ponto. Este processo pode ser feito por um usuário, fornecendo informações sobre um primeiro conjunto de dispositivos individuais. Com base nessas informações iniciais, é realizada uma abordagem matemática para obter uma pluralidade de modelos matemáticos que correspondem a um dispositivo ou a uma classe de dispositivos. Os modelos matemáticos podem ser usados para processar os sinais elétricos e uma pontuação pode ser dada para cada modelo matemático. Um modelo matemático global pode ser selecionado a partir da pluralidade de modelos matemáticos individuais usando as pontuações previamente estabelecidas. Finalmente, com base neste conjunto de modelos, é feita uma classificação das novas cargas conectadas no barramento elétrico sob supervisão. Esse documento não apresenta detalhes práticos de implementação da proposta. Não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real. Além disso, não é mencionado como novas cargas são inseridas nos modelos (treinamento contínuo). Finalmente, o documento não demonstra como as informações são consolidadas em um centro de operações;

[021] O documento de patente US9699529 B1, IDENTIFYING DEVICE STATE CHANGES USING POWER DATA AND NETWORK DATA , que propõe como as alterações de estado dos dispositivos em uma instalação elétrica podem ser determinadas usando uma combinação de monitoramento de energia e monitoramento da rede de comunicação de dados. O monitoramento de energia pode ser realizado obtendo um sinal elétrico de um ou mais pontos, processando este sinal com modelos matemáticos para determinar informações sobre alterações de estado de um ou mais dispositivos na instalação. O monitoramento de rede pode ser realizado recebendo informações sobre pacotes de rede transmitidos por dispositivos na instalação e processando as informações sobre esses pacotes para determinar informações sobre alterações de estado de um ou mais dispositivos da instalação. Combinando ambas as informações, é possível estimar quantos e quais equipamentos tiveram transições de estado na instalação sob monitoramento. Esse documento não descreve a modelagem matemática utilizada no processamento dos sinais elétricos, nem cita o uso de assinaturas e características de sinais de alta frequência, incluindo, mas não restrito às técnicas de processamento de sinais, análise estocástica, identificação de sistemas, aprendizagem de máquina. Também não detalha o treinamento com cargas individuais ou agregadas, treinamento contínuo do sistema e inclusão de um centro de operações e controle para consolidação dos dados. Finalmente, não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real;

[022] O documento de patente US2018012157 A1, CONSUMPTION ESTIMATION SYSTEM AND METHOD THEREOF, que apresenta um método e um sistema para estimar o valor de consumo de um dispositivo individual, dentro de uma medição agregada de dispositivos de consumo (DCs). O método inclui armazenar na memória de um computador, um modelo indicativo de dependência entre as relações de consumo de DCs, transformando o valor medido em valores estimados de consumo de um ou mais DCs, sendo a transformação fornecida por um processador conectado operacionalmente à memória. Esse documento não descreve a modelagem matemática utilizada no processamento dos sinais elétricos, nem cita o uso de assinaturas e características de sinais de alta frequência. Não detalha o treinamento com cargas individuais ou agregadas, treinamento contínuo do sistema e inclusão de um centro de operações e controle para consolidação dos dados. Também não são discutidas limitações de escala ou atendimento de requisitos de tempo real;

[023] O documento de patente WO2016081511 A3, MANAGING RESOURCE CONSUMPTION WITH DEVICE-SPECIFIC NOTIFICATIONS , que apresenta um método de gerenciamento do consumo de dispositivos incluindo a identificação de um ou mais dispositivos elétricos em um local como uma residência. As informações elétricas das linhas de energia elétrica no local são medidas e o uso de pelo menos um dos dispositivos elétricos é detectado. As notificações específicas dos dispositivos elétricos podem ser fornecidas a uma pessoa no local com base nas medições. Recomendações sobre os dispositivos elétricos e/ou comparações com usuários em outros locais também podem ser fornecidas. Com base nisso, os dispositivos elétricos podem ser controlados em resposta às notificações. Esse documento não apresenta o treinamento com cargas individuais ou agregadas e o treinamento contínuo do sistema;

[024] O documento de patente WO2017153997 A1, DISAGGREGATION OF APPLIANCE USAGE FROM ELECTRICAL METER DATA , que fornece um método para determinar o consumo de aparelhos dentro de uma casa, na qual não há sensores para medir o consumo de aparelhos específicos. O método compreende as seguintes etapas: pré-processamento do consumo histórico de aparelhos em um grupo de domicílios amostrados, com base em medições realizadas por sensores associados aos referidos aparelhos, incluindo características de cada domicílio e/ou estilo de vida dos ocupantes; detecção da presença de um aparelho em uma família sob análise com base nas correlações entre o perfil da família e padrões de consumo de medições amostradas realizadas em períodos discretos predefinidos; detecção da ativação periódica de aparelhos na família sob análise com base nas correlações identificadas com o perfil da família e padrão de consumo e; estimação do consumo de cada aparelho com base nas etapas anteriores.

[025] A anterioridade acima não discute o uso de assinaturas e características de sinais de alta frequência, incluindo, mas não restrito às técnicas de processamento de sinais, análise estocástica, identificação de sistemas, aprendizagem de máquina. Além disso, não apresenta o treinamento com cargas individuais ou agregadas e o treinamento contínuo do sistema. Também não são discutidas as possibilidades de uso em tempo real da técnica proposta; e

[026] O documento de patente WO2017183029 A1, METHOD AND SYSTEM FOR ENERGY CONSUMPTION PREDICTION, que fornece um método para identificar anormalidades no consumo/uso de energia em ambientes residenciais. O método compreende as seguintes etapas: geração de modelo de previsão dinâmica de padrões de uso de energia em resolução inferior a uma hora por períodos definidos, com base em dados históricos de uso, considerando a condição ambiental/climática (como por exemplo temperatura e umidade); implementação de algoritmo de aprendizado iterativo usando as informações periódicas predefinidas; determinação de anormalidades do uso real de energia em período de tempo definido, comparando previsões do modelo de predição com a medição real, acusando valores excessivamente altos (acima de um limiar pré-definido). Esse documento não detalha o uso de desagregação de carga para a detecção de anormalidades proposta, apenas menciona como uma possibilidade de uso.

[027] Alguns artigos científicos ainda podem ser citados como Estado da Técnica, dentre eles podem se destacar os seguintes:

[028] O artigo (ANCELMO 2019) ANCELMO, H. C. ; GRANDO, F. L. ; MULINARI, B. M. ; COSTA, C. H. ; LAZZARETTI, ANDRÉ EUGÊNIO ; OROSKI, E. ; RENAUX, D. P. B. ; POTTKER, F. ; LIMA, C. R. E. ; LINHARES, R. R. . A Transient and Steady-State Power Signature Feature Extraction Using Different Prony’s Methods. In: 20th International Conference on Intelligent Systems Applications to Power Systems, 2019, New Delhi.

[029] O artigo (ANCELMO 2018) ANCELMO, H. C. ; GRANDO, F. L. ; COSTA, C. H. ; MULINARI, B. M. ; OROSKI, E. ; LAZZARETTI, ANDRÉ E. ; POTTKER, F. ; RENAUX, D. P. B. . Automatic Power Signature Analysis using Prony Method and Machine Learning-Based Classifiers. In: 2nd European Conference on Electrical Engineering & Computer Science, 2018.

[030] O artigo (CHANG 2013) Chang, K. Lian, Y. Su, and W. Lee. Energy spectrum-based wavelettransform for non-intrusive demand monitoring and load identification. In: Proceedings of the Industry Application Society General Meeting. IEEE, 2013, pp. 1-9.

[031] O artigo (CHERKASSKY 1998) S. Cherkassky and F. Mulier,Learning from Data: Concepts, Theory and Methods, 1st ed. New York, NY, USA: John Wiley & Sons, Inc.,1998.

[032] O artigo (ESA 2016) N. F. Esa, M. P. Abdullan, e M. Y. Hassan. A review method in nonintrusive appliance load monitoring. Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 66, no. 3, pp. 163-173, 2016.

[033] O artigo (FIGUEIREDO 2012) M. Figueiredo, A. Almeida, e B. Ribeiro. Home electrical signal disaggregation for non-intrusive load monitoring systems. Neurocomputing, vol. 96, pp. 66-73, Nov. 2012.

[034] O artigo (KAHL 2017) M. Kahl, A. Ul Haq, T. Kriechbaumer, and H.-A. Jacobsen. A comprehensive feature study for appliance recognition on high frequency energy data. In: Proceedings of the 8th International Conference on Future Energy Systems, 2017, pp. 121-131.

[035] O artigo (LAUGHMAN 2003) C. Laughman, K. Lee, R. Cox, S. Shaw, S. Leeb, L. Norford, e P. Armstrong. Power signature analysis. Power and Energy Magazine, IEEE, vol. 1, pp. 56 - 63, 04 2003.

[036] O artigo (LAZZARETTI 2020) Lazzaretti, A.; Renaux, D.; Lima, C.; Mulinari, B.; Ancelmo, H.; Oroski, E.; Pottker, F.; Linhares, R.; Nolasco, L.; Lima, L.; Omori, J.; Santos, R. A Multi-Agent NILM Architecture for Event Detection and Load Classification. Energies 2020, 13, 1-37. Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/13/17/4396.

[037] O artigo (MEZIANE 2017) M. N. Meziane, A. Hacine-Gharbi, P. Ravier, G. Lamarque, J. L.Bunetel, and Y. Raingeaud. Electrical appliances identification and clustering using novel turn-on transient features. In: Proceedings of the 6th International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods, 2017, pp. 647-654.

[038] O artigo (MULINARI 2019) MULINARI, B. M. ; CAMPOS, D. P. ; COSTA, C. H. ; ANCELMO, H. C. ; LAZZARETTI, ANDRÉ E. ; OROSKI, E. ; LIMA, C. R. E. ; RENAUX, D. P. B. ; POTTKER, F. ; LINHARES, R. R. . A New Set of Steady-State and Transient Features for Power Signature Analysis Based on V-I Trajectory. In: IEEE Innovative Smart Grid Technologies (ISGT), 2019, Gramado.

[039] O artigo (WANG 2018) A. L. Wang, B. X. Chen, C. G. Wang, and D. D. Hua. Nonintrusive load monitoring algorithm based on features of V-I trajectory. Electric Power Systems Research, vol. 157, pp. 134-144, 2018.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[040] A seguir faz-se referência às figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê:

[041] A Figura 1 mostra o Diagrama de blocos de exemplifica o sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica (SIDS), objeto da presente invenção.

DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO

[042] O sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, objeto da presente invenção, compreende uma série de blocos funcionais (3 a 17), incluindo sub-blocos e sendo alguns destes opcionais. Os quais em conjunto tem a finalidade de armazenar as informações de consumo de cada equipamento consumidor de energia elétrica, por meio de uma memória interna, em que a informação pode ser transferida a um Centro de Operações (17) que gerencia os diversos SIDS (S) de uma organização. O sistema e o dispositivo armazenam as informações de consumo de cada equipamento consumidor de energia elétrica, por meio de uma memória interna, e transfere essa informação a um centro de operações que gerencia os diversos sistemas dos setores de uma organização, utilizando técnicas de análise de Assinatura de Potência, Processamento de Sinais, Análise Estocástica, Reconhecimento de Padrões, Envoltória de Potência, Vetorização, Composição Harmônica, Características V-I (Tensão-Corrente) e Transformada Waveletre.

[043] De acordo com a Figura 1, o sistema de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, aqui proposto, apresenta as seguintes etapas de funcionamento:

[044] - Medição da corrente e tensão da rede elétrica do setor monitorado, através de sensores de tensão e corrente, representados pelo bloco funcional (3);

[045] - Coleta e armazenamento de amostras de tensão e corrente, pelo bloco funcional (4);

[046] - Processamento das amostras de tensão e corrente disponibilizando informações aos demais blocos por processamento digital de sinais, pelo bloco funcional (5), baseado em técnicas de processamento;

[047] - Detecção de eventos de carga, tais como ligar, desligar e mudanças de estado dos dispositivos no setor monitorado, pelo bloco funcional (6) por um ou mais sub-blocos de agentes de detecção de eventos;

[048] - Realização da composição dos resultados dos agentes de detecção do bloco (6), pelo bloco funcional (7);

[049] - Realização da identificação das cargas elétricas, relacionadas com os dispositivos elétricos/eletrônicos, lâmpadas, e outros, pelo bloco funcional (8). Este bloco funcional (8) contém agentes de extração de características (8a, 8b, ...) e agentes de classificação de cargas (8x, 8y, ...). A denominação de carga elétrica, ou simplesmente carga, é utiliza para denominar os equipamentos e demais dispositivos consumidores de energia elétrica, a exemplo de lâmpadas, conectados no setor monitorado.

[050] - Realização da composição dos resultados dos agentes de classificação, pelo bloco funcional (9);

[051] - Registro da carga geradora do evento, do tipo de evento, da data e hora, e informações adicionais de consumo de energia e de características de uso deste dispositivo no banco de registros de eventos e consumo disponibilizado no bloco funcional (11), pelo bloco funcional (10);

[052] - Armazenamento de todas as informações obtidas e medidas, no bloco funcional (11);

[053] - Disponibilização das informações contidas no bloco funcional (11) através da interface de acesso do usuário do SIDS às informações armazenadas, realizada pelo bloco funcional (12), e pelo bloco do Centro de Operações (17) via o bloco funcional (12);

[054] - Armazenamento das características de cada carga do setor monitorado, também denominadas de “assinatura de potência das cargas”, pelo e no bloco funcional (13);

[055] - Disponibilização do acesso armazena usuário do SIDS e do Centro de Operações (17) às informações armazenadas no bloco funcional (13), realizada através da interface de acesso do bloco funcional (14);

[056] - Implementação da funcionalidade de treinamento do sistema, que consiste no aprendizado das características das cargas do setor monitorado e consequente ação de popular o bloco funcional (13) onde tais características são armazenadas, realizada através do bloco funcional (15);

[057] - Implementação das interfaces de comunicação do sistema, através do bloco funcional (16). Este bloco funcional (16) pode incluir uma interface local com o usuário (luzes, display, teclado, botões, ...), interface de comunicação cabeada (ethernet, RS232, RS485, USB, SPI, dentre outras) e interface de comunicação sem fio (WiFi, Bluetooth, BLE, ZigBee, 6L0WPAN, 3G, 4G, 5G, NFC, dentre outras). Estas interfaces de comunicação permitem que o usuário possa interagir com o SIDS diretamente, via interface local, via seu telefone celular em conexão sem fio ou cabeada ao SIDS. Também tem acesso via estas interfaces de comunicação o Centro de Operações (17) ou outros sistemas, sejam da concessionária de energia, da própria organização, de órgãos governamentais ou outros; e

[058] - Consolidação das informações de diversos SIDS, além de automatização dos procedimentos de acesso e interação dos usuários com os SIDS, pelo Centro de Operações (17).

[059] Os blocos funcionais (1 e 2) não fazem parte do sistema descrito, contudo representam a entrada de energia (1) e o setor da unidade consumidora (2) monitorado, podendo também representar a unidade consumidora de energia em sua totalidade.

[060] De acordo com a Figura 1, o dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, aqui proposto, apresenta uma configuração compreendendo os elementos de: dispositivos sensores de tensão e corrente da rede elétrica do setor monitorado no bloco funcional (3); dispositivo de coleta e armazenamento de amostras de tensão e corrente no bloco funcional (4); dispositivo processador digital de sinais no bloco funcional (5); dispositivo detector de eventos de carga no bloco funcional (6) composto por um ou mais sub-blocos; dispositivo identificador das cargas elétricas (dispositivos elétricos/eletrônicos, lâmpadas, e outros) no bloco funcional (8); dispositivo de registro da carga geradora do evento, do tipo de evento, da data e hora, e informações adicionais de consumo de energia e de características de uso deste dispositivo no bloco funcional (10); dispositivo de armazenamento dos registros e informações de eventos e consumo no bloco funcional (11); interface de acesso do usuário do SIDS às informações no bloco funcional (12); dispositivo de armazenamento as características de cada carga do setor monitorado, também denominadas de “assinatura de potência das cargas” no bloco funcional (13); interface de acesso do usuário do SIDS e ao Centro de Operações às informações armazenadas no bloco funcional (13) no bloco funcional (14); dispositivo processador da funcionalidade de treinamento do sistema no bloco funcional (15); dispositivo de implementação das interfaces de comunicação do sistema no bloco funcional (16) incluindo mas não se limitando a uma interface local com o usuário (luzes, display, teclado, botões, ...), interface de comunicação cabeada (ethernet, RS232, RS485, USB, SPI, dentre outras) e interface de comunicação sem fio (WiFi, Bluetooth, BLE, ZigBee, 6LoWPAN, 3G, 4G, 5G, NFC, dentre outras), e as interfaces de comunicação com o Centro de Operações (17) ou outros sistemas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[061] O sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, objeto da presente invenção, compreende uma série de blocos funcionais (3 a 17), incluindo sub-blocos e sendo alguns destes opcionais. Os quais em conjunto tem a finalidade de armazenar as informações de consumo de cada equipamento consumidor de energia elétrica, por meio de uma memória interna, em que a informação pode ser transferida a um Centro de Operações (17) que gerencia os diversos SIDS (S) de uma organização.

[062] Mais particularmente, o diagrama em blocos apresentado na Fig.1, inclui os blocos internos de um SIDS (S), bem como, os sistemas externos. O bloco (3) consiste de sensores de tensão (entre cada fase e neutro) e corrente (nas fases e no neutro no barramento de entrada de energia elétrica de um setor de uma organização (2), caracterizado pela sua entrada de energia (1). Os referidos sensores de tensão e corrente (3), utilizam técnicas como divisor resistivo, transformador de tensão, acoplador óptico, resistência shunt, transformador de corrente, sensor de efeito hall, ou uma combinação destes.

[063] O bloco (4) coleta e armazena amostras dos sinais de tensão e corrente em taxas de amostragem e quantidade de amostras adequadas ao processamento posterior, podendo variar de 1 amostra por segundo a 100 milhões de amostras por segundo e do armazenamento de poucos ciclos da rede até várias horas.

[064] O bloco (5) contempla técnicas de processamento digital de sinais, composição de harmônicas, filtragem de ruído, identificação de semiciclos no fluxo das amostras de tensão e corrente. As informações extraídas a partir destas técnicas são disponibilizadas aos demais blocos do SIDS. A implementação do bloco (5) é opcional e depende, basicamente, da necessidade das informações geradas por este bloco terem uso nos blocos seguintes (6) e (8).

[065] O bloco (6) contém diversos agentes, computacionais ou não, de detecção de eventos de carga. Esta arquitetura multiagentes trás o benefício de combinar os resultados de agentes individuais em resultado único, de maior acurácia. O número mínimo de agentes de detecção é um; e o acréscimo de agentes contribui com a melhoria de acurácia. Neste contexto, um evento é uma alteração no fluxo esperado de amostras de tensão e/ou corrente podendo ser o indicativo de que uma ou mais cargas elétricas tenham sido ligadas, desligadas ou tenham mudado de estado do ponto de vista de consumo de energia elétrica. As formas de implementação de um agente podem ser: um algoritmo ou procedimento implementado em hardware, software ou uma combinação destes. Pelo menos um agente de detecção de eventos é necessário, mas diversos agentes podem ser implementados para operar simultaneamente. As técnicas utilizadas por estes agentes de detecção incluem: análise de potência ativa, reativa e/ou aparente por semiciclo ou por ciclo; utilização de limiar adaptativo; Vetorização (conforme 052); análise estocástica, análise da composição harmônica utilizando Fourier e/ou filtros de Kalman e decomposição de sinais utilizando transformadas Wavelets.

[066] O bloco 7 realiza a composição dos resultados individualizados dos agentes de detecção combinando-os em um resultado comum. Tal composição baseia-se em informações de detecção de eventos por cada agente, bem como pela informação do grau de certeza, que pode ser expresso na forma de probabilidade, que cada agente infere quando detecta um evento. Os eventos são reportados como referentes a: ligar (ON), desligar (OFF) ou mudança de estado (ST). A título de ilustração, uma mudança de estado por ser exemplificada como o caso de um equipamento de ar condicionado que está no modo ventilação, e, portanto, com nível de consumo de energia relativamente baixo, passa para o modo resfriamento, aumentando seu nível de consumo de energia elétrica.

[067] O bloco 8 contém os agentes de identificação das cargas elétricas, que tem por objetivo desagregar a energia elétrica total consumida no setor, informando as cargas individualizadas. Neste bloco, dois tipos de agentes presentes: os agentes de extração de características (8a, 8b, 8c, ...) e os agentes de classificação de cargas (8x, 8y, 8z...). Assim como no bloco 6, aqui também se utiliza uma arquitetura multiagentes para melhoria da acurácia, sendo necessário pelo menos um agente de cada tipo (8a e 8x), mas diversos destes podem operar simultaneamente. Para reduzir a demanda computacional destes agentes, estes só operam quando há uma indicação, proveniente do bloco 7, de que provavelmente ocorreu um evento de carga.

[068] Os agentes de extração de características no bloco 8 (8a, 8b, 8c...), utilizam distintas técnicas (LAZZARETTI 2020), (FIGUEIREDO 2012), (LAUGHMAN 2003), (ESA 2016) , (KAHL 2017) incluindo: decomposição harmônica usando Fourier (MEZIANE 2017) , Transformada Wavelet (CHANG 2013), Análise da Envoltória de Potência (051), (LAZZARETTI 2020), Vetorização (052), (LAZZARETTI 2020), Método de Prony (ANCELMO 2019, ANCELMO 2018) e Análise de Curvas V-I (tensão e corrente) (MULINARI 2019), (WANG 2018), (LAZZARETTI 2020) .

[069] O agente de extração de características baseado em Análise da Envoltória de Potência observa o perfil da envoltória da potência ativa, potência reativa e/ou potência aparente durante os períodos de transição, ou seja, nos períodos em que uma carga é ligada, desligada ou muda de estado, alterando portanto o seu consumo de energia. As características desta envoltória (forma, amplitude máxima, amplitude em regime, duração, posição do pico de potência) compõem a assinatura desta carga e são utilizados pelos agentes de classificação para identificação de carga.

[070] O agente de Vetorização converte a sequência de valores de potência (ativa, reativa e/ou aparente) em um vetor de números complexos que representam os pares numéricos de amplitude da potência e número de amostras naquele nível de potência, dentro de uma faixa de tolerância determinada dinamicamente pelo algoritmo de Vetorização. O agente de Vetorização pode ser utilizado tanto pelos agentes de detecção (bloco 6) como pelos agentes de extração de características (bloco 8).

[071] Os agentes de classificação no bloco 8 (8x, 8y, 8z...) têm por objetivo analisar as características obtidas pelos agentes de extração de características, e, a partir de dados coletados durante o Treinamento (15) classificar (identificar) a carga geradora do evento dentre uma das cargas conhecidas, registradas no banco de assinaturas e características de cargas (13).

[072] Os agentes de classificação (8x, 8y, 8z...) utilizam técnicas algorítmicas e/ou técnicas estocásticas, tais como (CHERKASSKY 1998): k-Vizinhos Próximos (k-NN); Análise de Discriminante Linear; SVM (Support Vector Machine); Ensemble e/ou Árvore de Decisão.

[073] Ao menos um agente de classificação (8x, 8y, 8z...) deve ser utilizado. Havendo mais de um, o bloco 9 faz a composição das informações de classificação obtidas individualmente pelos agentes baseado em características de desempenho destes agentes e pela probabilidade reportada com relação a pertinência de uma carga a uma classe.

[074] A informação de qual carga teve um evento (ligada, desligada, mudança de estado) associado, assim como a data e horário deste evento, é registrado pelo bloco 10 no banco de registro de eventos e consumo (11).

[075] Para acomodar cenários de distintas dimensões, um SIDS pode operar sozinho, ou uma organização pode implantar uma rede de SIDS que se comunicam, via interfaces de comunicação - bloco 16, com um centro de operações (bloco 17). O centro de operações consolida as informações geradas pelos diversos SIDS conectados ao mesmo e permite que o usuário tenha um ponto de acesso centralizado a toda a rede de SIDS.

[076] As interfaces de comunicação (bloco 16) se classificam em: interface com a Internet (bloco 16a), interface local sem fio (bloco 16b) e interface homem-máquina local (bloco 16c). Não sendo todas obrigatórias.

[077] A interface com a Internet (bloco 16a) permite que o usuário acesse o SIDS a partir de um dispositivo conectado à internet. Também, é um canal de comunicação entre o centro de operações (quando houver) e o SIDS.

[078] A interface local sem fio (bloco 16b) permite que o usuário do SIDS interaja com o mesmo a partir de um dispositivo (por exemplo smartfone, notebook, ...) utilizando um canal de comunicação a exemplo de Bluetooth, WiFi, dentre outros.

[079] A interface homem-máquina local (bloco 16c), composta por teclado, e/ou display LCD, e/ou indicadores luminosos, dentre outros, permite que o usuário interaja com o SIDS diretamente, sem a necessidade de uso de nenhum dispositivo externo.

[080] O acesso do usuário ao SIDS, seja via centro de operações, seja via acesso direto ao SIDS, permite que o usuário tenha, via bloco 12, acesso ao banco de registro de eventos e consumo (11), dispondo assim das informações coletadas pelo SIDS a respeito dos eventos de carga, identificação destas, consumo total de cada carga por período, dentre outras.

[081] O usuário também tem acesso, via bloco 14, ao banco de assinaturas e características de cargas (bloco 13), permitindo que gerencie as cargas elétricas registradas no SIDS.

[082] O banco de assinaturas e características de cargas (bloco 13) é populado com assinaturas e características das cargas elétricas do setor monitorado. Tal procedimento é feito pela funcionalidade de Treinamento (bloco 15). Quando o SIDS detecta uma carga elétrica cuja assinatura não é reconhecida, o bloco de Treinamento atua no sentido de capturar (ou aprender) a nova assinatura e/ou características desta carga. Esta atividade pode ser mediada pelo usuário, seja diretamente no SIDS ou via centro de operações. Pode, também, ser mediada por algoritmos/procedimentos/funcionalidades, inclusive baseadas em Inteligência Artificial, executando na nuvem.

VANTAGENS

[083] Desta forma, o sistema e dispositivo de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, objeto da presente invenção, apresentam configuração e funcionamento novas e únicos que lhes configuram grandes vantagens em relação aos sistemas e dispositivo para a mesma aplicação atualmente utilizados e encontrados no mercado. Dentre essas vantagens podem-se citar: o fato de prover o detalhamento das características de consumo dos dispositivos consumidores conectados no setor monitorado pelo SIDS, fornecendo informações em tempo real e/ou em relatórios periódicos ou sob demanda; de prover o monitoramento remoto do consumo de energia em unidades consumidoras; de prover o levantamento de gastos energéticos, e consequente custos financeiros, em unidades consumidoras de todos os tipos; de prover o diagnóstico energético ex-post pré-implantação de Projeto de Eficiência Energética e posterior a implantação deste; de possibilitar o uso em organizações que implantaram a ISO 50.001 do processo contínuo de gestão de energia, ou de unidades consumidoras que mesmo sem implantação desta norma realizam um processo contínuo de monitoração, acompanhamento e melhoria da eficiência energética; o fato de prover um sistema de monitoração com capacidade de gerar alarmes para consumos de energia fora de horário estabelecido ou de consumo fora dos padrões usuais; o fato de prover a identificação preliminar de falhas de dispositivos elétricos / eletrônicos pela mudança nas características da assinatura de potência do mesmo; o fato de prover uma modelagem de presença e detecção de presença nos ambientes monitorados, tendo aplicações de segurança patrimonial e de segurança de pessoas que precisam de monitoramento, seja pela condição de saúde, de idade, ou outra; o fato de prover a detecção de cargas ilegais ou não previstas na rede elétrica de um setor; o fato de possibilitar a implantação de sistemas de “Ambient Intelligence” permitindo inclusive a monitoração de setores sem a instalação de sensores adicionais; e o fato de prover a implantação de novos serviços, envolvendo “Ambiente Intelligence”, “Smart Grid”, Ciência de Dados, Eficiência Energética, oferecidos pelas concessionárias às unidades consumidoras.

[084] Assim, pelas características de configuração e funcionamento, acima descritas, pode-se notar claramente que o SISTEMA E DISPOSITIVO DE SENSORIAMENTO, IDENTIFICAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE DADOS DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA, trata-se de um sistema e dispositivo novos para o Estado da Técnica o qual reveste-se de condições de inovação, atividade inventiva e industrialização inéditas, que o fazem merecer o Privilégio de Invenção.

Claims (2)

1. SISTEMA, de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, que compreende uma série de blocos funcionais (3 a 17), incluindo sub-blocos e sendo alguns destes opcionais, com a finalidade de armazenar as informações de consumo de cada equipamento consumidor de energia elétrica, por meio de uma memória interna, em que a informação pode ser transferida a um Centro de Operações (17) que gerencia os diversos SIDS (S) de uma organização, utilizando técnicas de análise de Assinatura de Potência, Processamento de Sinais, Análise Estocástica, Reconhecimento de Padrões, Envoltória de Potência, Vetorização, Composição Harmônica, Características V-I (Tensão-Corrente) e Transformada Wavelet, caracterizado por compreender as seguintes etapas de funcionamento:

   • - Medição da corrente e tensão da rede elétrica do setor monitorado, através de sensores de tensão e corrente, representados pelo bloco funcional (3);
   • - Coleta e armazenamento de amostras de tensão e corrente, pelo bloco funcional (4);
   • - Processamento das amostras de tensão e corrente disponibilizando informações aos demais blocos por processamento digital de sinais, pelo bloco funcional (5), baseado em técnicas de processamento;
   • - Detecção de eventos de carga, tais como ligar, desligar e mudanças de estado dos dispositivos no setor monitorado, pelo bloco funcional (6) por um ou mais sub-blocos de agentes de detecção de eventos;
   • - Realização da composição dos resultados dos agentes de detecção do bloco (6), pelo bloco funcional (7);
   • - Realização da identificação das cargas elétricas, relacionadas com os dispositivos elétricos/eletrônicos, lâmpadas, e outros, pelo bloco funcional (8); Este bloco funcional (8) contém agentes de extração de características (8a, 8b, ...) e agentes de classificação de cargas (8x, 8y, ...);
   • - Realização da composição dos resultados dos agentes de classificação, pelo bloco funcional (9);
   • - Registro da carga geradora do evento, do tipo de evento, da data e hora, e informações adicionais de consumo de energia e de características de uso deste dispositivo no banco de registros de eventos e consumo disponibilizado no bloco funcional (11), pelo bloco funcional (10);
   • - Armazenamento de todas as informações obtidas e medidas, no bloco funcional (11);
   • - Disponibilização das informações contidas no bloco funcional (11) através da interface de acesso do usuário do SIDS às informações armazenadas, realizada pelo bloco funcional (12), e pelo bloco do Centro de Operações (17) via o bloco funcional (12);
   • - Armazenamento das características de cada carga do setor monitorado, também denominadas de “assinatura de potência das cargas”, pelo e no bloco funcional (13);
   • - Disponibilização do acesso armazena usuário do SIDS e do Centro de Operações (17) às informações armazenadas no bloco funcional (13), realizada através da interface de acesso do bloco funcional (14);
   • - Implementação da funcionalidade de treinamento do sistema, que consiste no aprendizado das características das cargas do setor monitorado e consequente ação de popular o bloco funcional (13) onde tais características são armazenadas, realizada através do bloco funcional (15);
   • - Implementação das interfaces de comunicação do sistema, através do bloco funcional (16), habilitando estas interfaces de comunicação com o Centro de Operações (17) ou outros sistemas, e - Consolidação das informações de diversos SIDS, além de automatização dos procedimentos de acesso e interação dos usuários com os SIDS, pelo Centro de Operações (17).
2. DISPOSITIVO, de sensoriamento, identificação e armazenamento de dados de consumo de energia elétrica, caracterizado por compreender os elementos de: dispositivos sensores de tensão e corrente da rede elétrica do setor monitorado no bloco funcional (3); dispositivo de coleta e armazenamento de amostras de tensão e corrente no bloco funcional (4); dispositivo processador digital de sinais no bloco funcional (5); dispositivo detetor de eventos de carga no bloco funcional (6) composto por um ou mais sub-blocos; dispositivo identificador das cargas elétricas (dispositivos elétricos/eletrônicos, lâmpadas, e outros) no bloco funcional (8); dispositivo de registro da carga geradora do evento, do tipo de evento, da data e hora, e informações adicionais de consumo de energia e de características de uso deste dispositivo no bloco funcional (10); dispositivo de armazenamento dos registros e informações de eventos e consumo no bloco funcional (11); interface de acesso do usuário do SIDS às informações no bloco funcional (12); dispositivo de armazenamento as características de cada carga do setor monitorado, também denominadas de “assinatura de potência das cargas” no bloco funcional (13); interface de acesso do usuário do SIDS e ao Centro de Operações às informações armazenadas no bloco funcional (13) no bloco funcional (14); dispositivo processador da funcionalidade de treinamento do sistema no bloco funcional (15); dispositivo de implementação das interfaces de comunicação do sistema no bloco funcional (16) incluindo mas não se limitando a uma interface local com o usuário, interface de comunicação cabeada e interface de comunicação sem fio, e as interfaces de comunicação com o Centro de Operações (17) ou outros sistemas.

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