DE102012203348A1

DE102012203348A1 - Stromverbrauchsmessgerät, stromverbrauchsmessverfahren und nichtflüchtiges materielles maschinenlesbares medium hierfür

Info

Publication number: DE102012203348A1
Application number: DE102012203348A
Authority: DE
Inventors: Chi-Cheng Chuang; Ji-Tsong Shieh; Ray-I Chang
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-04-25
Also published as: CA2778051A1; TWI440279B; CA2778051C; US9002669B2; TW201318299A; CN103076494A; US20130103331A1; GB2495997B; GB2495997A; CN103076494B; GB201202884D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stromverbrauchsmessgerät, ein Stromverbrauchsmessverfahren und ein nichtflüchtiges materielles maschinenlesbares Medium hierfür. Das Stromverbrauchsmessgerät weist einen Detektor und einen elektrisch mit dem Detektor verbundenen Prozessor auf. Der Detektor ist zum Erkennen eines Stromverbrauchswerts und eines Spannungswerts ausgebildet. Der Prozessor ist zum Berechnen einer Schwankungsrate aus dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert ausgebildet. Der Prozessor passt den Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate an. Das Stromverbrauchsmessverfahren ist in der Lage, die gleichen Operationen durchzuführen wie das Stromverbrauchsmessgerät.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stromverbrauchsmessgerät, ein Stromverbrauchsmessverfahren und ein nichtflüchtiges materielles maschinenlesbares Medium hierfür; insbesondere sind das Stromverbrauchsmessgerät, das Stromverbrauchsmessverfahren und das nichtflüchtige materielle maschinenlesbare Medium gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, einen erkannten Stromverbrauchsmesswert entsprechend einem Spannungswert einzustellen.
Zur Erleichterung des Messens und des Managements von Stromverbrauchswerten elektrischer Vorrichtungen und/oder elektrischer Stromkreise sind die meisten Häuser und Firmen mit Stromverbrauchsmessgeräten wie Stromzählern (auch als Kilowatt-Zähler bekannt) versehen. Neben Stromverbrauchsmessgeräten des herkömmlichen mechanischen Typs sind aufgrund der schnellen technischen Entwicklung der letzten Jahre in jüngerer Zeit auch digitale Stromverbrauchsmessgeräte erhältlich, die in der Lage sind, Stromverbrauchsinformationen in Echtzeit zu liefern.
Stromverbrauchsmessgeräte sind üblicherweise zwischen einer Stromversorgung und Kundenanschlüssen installiert, um das Messen der Stromverbrauchswerte der Kunden zu vereinfachen. Auf Seiten der Kunden können die Nutzer die Stromverbrauchsmessgeräte in Verbindung mit einem Stromverbrauchserkennungsverfahren verwenden, um die tatsächlichen Stromverbrauchsbedingungen ihrer elektrischen Geräte zu erkennen und so ihre eigenen Stromverbrauchspraktiken wirksam zu verwalten. Auf diese Weise können die Nutzer ihre Stromverbrauchsmenge reduzieren, um so die Idee des Energiesparens und der Reduzierung der Kohlendioxidemissionen zu unterstützen.
Obwohl die herkömmlichen Stromverbrauchserkennungstechnologien bereits in der Lage sind, die Stromverbrauchsbedingungen elektrischer Geräte zu erkennen, weisen sie jedoch noch das Problem von Schwankungen der Erkennungsgenauigkeit auf. Das heißt, dass selbst wenn der Betriebszustand eines elektrischen Geräts in dem gleichen Stromkreis unverändert bleibt, können die zu verschiedenen Zeitpunkten erhaltenen Erkennungsergebnisse dennoch variieren. Zum Beispiel kann bei einem elektrischen Gerät, das in dem gleichen Stromkreis in gleichbleibendem Zustand betrieben wird, das am Morgen erhaltene Erkennungsergebnis von dem am Nachmittag erhaltenen Erkennungsergebnis verschieden sein.
Die Hauptursache für die Schwankung der Erkennungsgenauigkeit liegt in den Spannungsschwankungen. Genauer gesagt ist die von der Stromversorgung gelieferte Spannung nicht unveränderlich und konstant, so dass Fehler in den von den Stromverbrauchsmessgeräten gemessenen Stromverbrauchswerten gegeben sein können. Dies ist der Grund für das Auftreten des Problems der Erkennungsgenauigkeitsschwankungen.
Daher herrscht auf diesem Gebiet ein dringender Bedarf an einer Lösung, mit welcher eine genauere Stromverbrauchsmessung möglich ist, um so geeignete Ergebnisse für eine anschließende Stromverbrauchserkennung und andere Anwendungen zu erzielen.
Zur Lösung des genannten Problems schafft die vorliegende Erfindung ein Stromverbrauchsmessgerät, ein Stromverbrauchsmessverfahren und ein nichtflüchtiges materielles maschinenlesbares Medium hierfür.
Das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessverfahren ist zur Verwendung mit einem Stromverbrauchsmessgerät geeignet. Das Stromverbrauchsmessverfahren weist die folgenden Schritte auf: (a) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zur Erkennung eines Stromverbrauchswerts; (b) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zur Erkennung eines Spannungswerts; (c) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Berechnen einer Schwankungsrate nach dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert; und (d) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Anpassen des Stromverbrauchswerts entsprechend der Schwankungsrate.
Der Stromverbrauchswert kann für ein elektrisches Gerät durch das Stromverbrauchsmessgerät im Schritt (a) erkannt werden.
Der Stromverbrauchswert kann für einen Stromkreis durch das Stromverbrauchsmessgerät im Schritt (a) erkannt werden.
Der Stromverbrauchswert kann ein Stromwert, ein Wirkleistungswert, ein Blindleistungswert oder ein Scheinleistungswert sein.
Der Grund-Spannungswert kann ein Standardspannungswert sein.
Das Stromverbrauchsmessverfahren kann ferner die folgenden Schritte aufweisen:

(e) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Erkennen mehrerer Referenzspannungswerte innerhalb eines Zeitraums; und
(f) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Ermitteln des Grund-Spannungswerts unter Verwendung der Referenzspannungswerte.

Der Schritt (f) kann das Stromverbrauchsmessgerät zum Bestimmen des Grund-Spannungswerts durch Bildung eines Durchschnitts der Referenzspanungswerte aktivieren.
Das Stromverbrauchsmessverfahren kann ferner den folgenden Schritt aufweisen:

(g) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Speichern der Referenzspannungswerte und des Grund-Spannungswerts.

Der Schritt (c) kann das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage versetzen, die Schwankungsrate durch Dividieren des Grund-Spannungswerts durch den Spannungswert zu berechnen, und der Schritt (d) kann das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage versetzen, den Stromverbrauchswert durch Multiplizieren des Stromverbrauchswerts mit der Schwankungsrate anzupassen.
Das nichtflüchtige materielle maschinenlesbare Medium gemäß der vorliegenden Erfindung speichert ein Computerprogramm. Das Computerprogramm ist in der Lage, das genannte Stromverbrauchsmessverfahren durchzuführen, wenn es in ein Stromverbrauchsmessgerät geladen ist.
Das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessgerät weist einen Detektor und einen mit dem Detektor elektrisch verbundenen Prozessor auf. Der Detektor ist zum Erkennen eines Stromverbrauchswerts und eines Spannungswerts ausgebildet. Der Prozessor ist zum Berechnen einer Schwankungsrate gemäß dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert ausgebildet. Der Prozessor ist ferner dazu ausgebildet, den Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate anzupassen.
Der Detektor kann den Stromverbrauchswert eines elektrischen Geräts erkennen.
Der Detektor kann den Stromverbrauchswert eines Stromkreises erkennen.
Der Stromverbrauchswert kann ein Stromwert, ein Wirkleistungswert, ein Blindleistungswert, oder ein Scheinleistungswert sein.
Der Grund-Spannungswert kann ein Standardspannungswert sein.
Der Detektor kann ferner mehrere Referenzspannungswerte innerhalb eines Zeitraums erkennen und der Prozessor kann ferner den Grund-Spannungswert unter Verwendung der Referenzspannungswerte ermitteln.
Der Prozessor kann die Grund-Spannung durch Bildung eines Durchschnitts der Referenzspannungswerte ermitteln.
Das Stromverbrauchsmessgerät kann ferner einen Speicher, der elektrisch mit dem Detektor und dem Prozessor verbunden ist und die Referenzspannungswerte sowie den Grund-Spannungswert speichert, aufweisen.
Der Prozessor kann die Schwankungsrate berechnen, indem er den Grund-Spannungswert durch den Spannungswert teilt, und der Prozessor kann den Stromverbrauchswert durch Multiplizieren des Stromverbrauchswerts mit der Schwankungsrate anpassen.
Das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessgerät, das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessverfahren sowie das erfindungsgemäße nichtflüchtige materielle maschinenlesbare Medium hierfür passen den erkannten Stromverbrauchswert an, indem sie einen erkannten Spannungswert verwenden, so dass der angepasste Stromverbrauchswert die Stromverbrauchsbedingungen eines elektrischen Geräts und/oder eines Stromkreises korrekt wiedergegeben werden kann.
Die detaillierte Technologie und bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den folgenden Absätzen in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen beschrieben, so dass dem Fachmann auf diesem Gebiet die Merkmale der beanspruchten Erfindung gut verständlich werden.
1 ist eine schematische Ansicht eines Stromverbrauchserkennungsgeräts nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Stromverbrauchserkennungssystems in einer Lernphase;
2B zeigt von dem Stromverbrauchsmessgerät erkannte Stromverbrauchswerte;
2C zeigt von dem Stromverbrauchsmessgerät erkannte Spannungswerte;
2D zeigt Stromverbrauchswerte nach der Anpassung;
2E ist eine schematische Darstellung des Aufbaus des Stromverbrauchserkennungssystems in einer Erkennungsphase;
3 ist ein Flussdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
4 ist ein Flussdiagramm eines während der Lernphase des Stromverbrauchserkennungssystems angewendeten Stromverbrauchserkennungsverfahrens.
In der nachfolgenden Beschreibung werden das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessgerät, das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessverfahren sowie das erfindungsgemäße nichtflüchtige materielle maschinenlesbare Medium hierfür unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele dienen jedoch nicht der Einschränkung der Erfindung auf ein spezifisches Ausführungsbeispiel, spezifische Anwendungen oder besondere Implementierungen, welche im Zusammenhang mit diesen Ausführungsbeispielen beschrieben werden. Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele dient vielmehr rein illustrativen Zwecken als der Einschränkung der vorliegenden Erfindung. Es sei darauf hingewiesen, dass in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen Elemente, die keinen Bezug zur Erfindung haben, weggelassen sind.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Stromverbrauchsmessgerät 1, das in schematischer Darstellung in 1 gezeigt ist. Das Stromverbrauchsmessgerät 1, weist einen Detektor 11 und einen elektrisch mit dem Detektor 11 verbundenen Prozessor 13 auf. Der Detektor 11 kann einer von mehreren, dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten verschiedenen Detektoren sein, die in der Lage sind, Strominformationen zu erfassen. Bei dem Prozessor 13 kann es sich um einen von mehreren verschiedenen Prozessoren, Zentralverarbeitungseinheiten (CPU), Mikroprozessoren oder anderen Rechenvorrichtungen handeln, die dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind.
Das Stromverbrauchsmessgerät 1 kann mit einem einzelnen elektrischen Gerät verbunden sein, und der Detektor 11 kann in diesem einen Stromverbrauchswert 102 des einzelnen elektrischen Geräts erkennen. Der Detektor 11 erkennt ferner einen Spannungswert 104. Der Detektor 11 kann den Stromverbrauchswert 102 und den Spannungswert 104 zum gleichen Zeitpunkt oder zu verschiedenen Zeitpunkten erkennen. Werden der Stromverbrauchswert 102 und der Spannungswert 104 zu verschiedenen Zeitpunkten erkannt, muss der Zeitunterschied zwischen den verschiedenen Zeitpunkten kleiner als ein voreingestellter Zeitraum sein, so dass der Spannungswert 104 den von der Stromversorgung gelieferten Spannungspegel bei Verbrauch des Stromverbrauchswerts 102 durch das einzelne elektrische Gerät korrekt wiedergibt.
Da das Stromverbrauchsmessgerät 1 zum Erkennen der Stromverbrauchsbedingungen des einzelnen elektrischen Geräts ausgebildet ist, kann es sich bei dem durch den Detektor 11 des Stromverbrauchserkennungsgeräts 1 erkannten Stromverbrauchswert 102 um einen Stromwert, einen Wirkleistungswert, einen Blindleistungswert, einen Scheinleistungswert und/oder andere Informationen handeln, welche die Stromverbrauchsbedingungen wiedergeben können.
Anschließend berechnet der Prozessor 13 eine Schwankungsrate aus dem Spannungswert 104 und einem Grund-Spannungswert 106. Der Grund-Spannungswert 106 kann beispielsweise ein Standardspannungswert sein. Der Standardspannungswert beträgt in der Republik China (ROC), Nordamerika und Japan beispielsweise 110 Volt (V), während er in der Volksrepublik China (PRC) und in Europa 220 V beträgt. Es können aber auch beispielsweise mehrere Referenzspannungswerte 108 durch den Detektor 11 innerhalb eines Zeitraums erkannt werden, wobei in diesem Fall der Grund-Spannungswert 106 von dem Prozessor 13 aus den erkannten Referenzspannungswerten 108 ermittelt wird. Der Prozessor 13 kann beispielsweise einen Durchschnitt dieser Referenzspannungswerte 108 als Grund-Spannungswert 106 verwenden.
Danach passt der Prozessor 13 den Stromverbrauchswert 102 entsprechend der Schwankungsrate an. Der Prozessor 13 kann beispielsweise die Schwankungsrate durch Dividieren des Grund-Spannungswertes 106 durch den Spannungswert 104 ableiten, und anschließend den angepassten Stromverbrauchswert 102 durch Multiplizieren der Schwankungsrate mit dem Stromverbrauchswert 102 ableiten. Auf diese Weise kann der angepasste Stromverbrauchswert 102 die tatsächliche Stromverbrauchsmenge des einzelnen elektrischen Geräts korrekt wiedergeben.
Das Stromverbrauchsmessgerät 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel kann auch mit einem Stromkreis elektrisch verbunden sein. In diesem Fall kann das Stromverbrauchsmessgerät 1 den Stromverbrauchswert des Stromkreises erkennen und den Stromverbrauchswert anschließend auf die zuvor beschriebene Weise anpassen (d. h., eine Schwankungsrate aus dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert berechnen, und anschließend den Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate anpassen), so dass der tatsächliche Stromverbrauch des Stromkreises korrekt wiedergegeben werden kann.
Das Stromverbrauchsmessgerät 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel kann ferner einen Speicher 15 aufweisen, welcher elektrisch mit dem Detektor 11 und dem Prozessor 13 verbunden ist. Der Speicher 15 kann zum Speichern der Referenzspannungswerte 108 und des Grund-Spannungswerts 106, die durch Messungen erhalten wurden, ausgebildet sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Stromverbrauchsmessgerät nicht mit einem Speicher zum Speichern der Referenzspannungswerte und des Grund-Spannungswerts versehen sein; in diesem Fall kann das Stromverbrauchsmessgerät zunächst mehrere Referenzspannungswerte ermitteln, wenn Referenzspannungswerte gewünscht sind, und anschließend den Grund-Spannungswert aus den Referenzspannungswerten berechnen. Nach einem anderen Beispiel kann ein konstanter Grund-Spannungswert in dem Stromverbrauchsmessgerät eingestellt sein.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, dass das Stromverbrauchsmessgerät 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel die Spannungsschwankungsrate bei der Berechnung des Stromverbrauchswerts berücksichtigt, so dass der erkannte Stromverbrauchswert effektiver angepasst werden kann, um den tatsächlichen Stromverbrauchswert des elektrischen Geräts bzw. des Stromkreises korrekt wiederzugeben.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Stromverbrauchserkennungssystem, welches das Stromverbrauchsmessgerät verwendet. Der Betriebsablauf des Stromverbrauchserkennungssystems weist zwei primäre Phasen auf: eine Lernphase und eine Erkennungsphase.
2A ist eine schematische Darstellung des Aufbaus des Stromverbrauchserkennungssystems in der Lernphase. Die von dem Stromverbrauchserkennungssystem zu erkennende Stromverbrauchsumgebung umfasst vier elektrische Geräte 211, 213, 215 und 217, die elektrisch mit Stromverbrauchsmessgeräten 231, 233, 235 bzw. 237 verbunden sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der elektrischen Geräte in der Stromverbrauchsumgebung nicht der Einschränkung des Rahmens der Erfindung dient.
Die inneren Strukturen und die Funktionsabläufe der Stromverbrauchsmessgeräte 231, 233, 235 und 237 sind sämtlich identisch mit denjenigen des Stromverbrauchsmessgeräts 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Stromverbrauchsmessgeräte 231, 233, 235 und 237 erkennen die Stromverbrauchsbedingungen der elektrischen Geräte 211, 213, 215 und 217 in einem bestimmten Zustand bzw. in mehreren Zuständen. Da die durch die Stromverbrauchsmessgeräte 231, 233, 235 und 237 an den elektrischen Geräten 211, 213, 215 und 217 durchgeführten Erkennungen und Anpassungen jeweils gleich sind, werden im Folgenden nur das Stromverbrauchsmessgerät 231 und das elektrische Gerät 211 beschrieben.
Wie zuvor beschrieben erkennt das Stromverbrauchsmessgerät 231 die Stromverbrauchsbedingungen des elektrischen Geräts 211 in einem bestimmten Zustand oder in einigen Zuständen (d. h., es erkennt einen Stromverbrauchswert und einen Spannungswert innerhalb eines Zeitraums). Handelst es sich bei dem elektrischen Gerät 211 beispielsweise um ein elektrisches Gebläse mit drei Gebläsestärkestufen (d. h. einer starken Stufe, einer mittlere Stufe und einer schwachen Stufe), so erkennt das Stromverbrauchsmessgerät 231 die Energieverbrauchsbedingungen des elektrischen Geräts 211 an jeder der drei Stufen. Wenn, nach einem anderen Beispiel, das elektrische Gerät 211 nur einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand aufweist, erkennt das Stromverbrauchsmessgerät 231 die Stromverbrauchsbedingungen des elektrischen Geräts 211 im EIN-Zustand. Anschließend berechnet das Stromverbrauchsmessgerät 231 für jeden der Zustände des elektrischen Geräts 211 eine Schwankungsrate aus dem erkannten Spannungswert und einem Grund-Spannungswert. Anschließend passt das Stromverbrauchsmessgerät 231 den gemessenen Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate an.
Die 2B, 2C und 2D zeigen zusammen ein exemplarisches Ausführungsbeispiel, bei welchem das Stromverbrauchsmessgerät 231 den Stromverbrauchswert des elektrischen Geräts 211 anpasst.
2B zeigt 42 Stromverbrauchswerte, die von dem Stromverbrauchsmessgerät 231 innerhalb eines Zeitraums erkannt wurden (d. h. ein Stromverbrauchswert pro Sekunde über einen Zeitraum von 42 Sekunden), wobei die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die Stromverbrauchswerte angibt. In diesem Beispiel ist jeder Stromverbrauchswert ein Wirkleistungswert.
2C zeigt 42 Spannungswerte, welche von dem Stromverbrauchsmessgerät 231 erkannt wurden (d. h. ein Spannungswert pro Sekunde über einen Zeitraum von 42 Sekunden), welche den in 2B dargestellten 42 Stromverbrauchswerten entspricht. In 2C gibt die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die Spannungswerte an. Das Stromverbrauchsmessgerät 231 berechnet sodann eine Schwankungsrate anhand jedes Stromverbrauchswerts und passt den entsprechenden Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate an. Das Stromverbrauchsmessgerät 231 leitet hierbei die Schwankungsrate ab, indem es den Grund-Spannungswert (d. h. den Standardspannungswert von 110 V) durch den Spannungswert teilt, und leitet dann den angepassten Stromverbrauchswert ab, indem es die Schwankungsrate mit dem entsprechenden Stromverbrauchswert multipliziert.
2D zeigt 42 Stromverbrauchswerte nach der Anpassung, wobei die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die angepassten Stromverbrauchswerte wiedergibt.
Wie sich aus der 2B ergibt, befinden sich unter den von dem Stromverbrauchsmessgerät 231 zu Beginn erkannten 42 Stromverbrauchswerten 25 Wirkleistungswerte von 120 Watt (W), 12 Wirkleistungswerte von 121 W, 3 Wirkleistungswerte von 122 W und 2 Wirkleistungswerte von 126 W, und keiner der 42 Stromverbrauchswerte entspricht Wirkleistungswerten von 123 W, 124 W oder 125 W. Wie sich aus 2D weiter ergibt, befinden sich unter den von dem Stromverbrauchsmessgerät 231 angepassten 42 Stromverbrauchswerten 1 Wirkleistungswert von 115 W, 3 Wirkleistungswerte von 116 W, 5 Wirkleistungswerte von 117 W, 10 Wirkleistungswerte von 118 W, 6 Wirkleistungswerte von 119 W, 6 Wirkleistungswerte von 120 W, 8 Wirkleistungswerte von 121 W, 1 Wirkleistungswert von 122 W, 1 Wirkleistungswert von 123 W und 1 Wirkleistungswert von 124 W.
Nachdem die Stromverbrauchsmessgeräte 231, 233, 235 und 237 die genannten Operationen an den elektrischen Geräten 211, 213, 215 und 217 durchgeführt und die angepassten Stromverbrauchswerte erhalten haben, kann ein Computer des Stromverbrauchserkennungssystems einen beliebigen Stromverbrauchserkennungsalgorithmus verwenden, um die Stromverbrauchscharakteristika der elektrischen Geräte 211, 213, 215 und 217 anhand der angepassten Stromverbrauchswerte zu erlernen und eine Stromverbrauchscharakteristika-Korrespondenztabelle zur Verwendung bei nachfolgenden Erkennungen zu erzeugen.
Es sei darauf hingewiesen, dass dem Fachmann auf diesem Gebiet verschiedene Stromverbrauchserkennungsalgorithmen bekannt sind, so dass vorliegend keine weitere Beschreibung derselben erfolgt. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Erfindung vornehmlich auf die Art und Weise der Anpassung von Stromverbrauchswerten richtet, welche für elektrische Geräte durch ein Stromverbrauchsmessgerät gemessen werden, so dass das Stromverbrauchserkennungssystem die Stromverbrauchscharakteristika der elektrischen Geräte genauer erlernen kann.
2E ist eine schematische Darstellung des Aufbaus des Stromverbrauchserkennungssystems in der Erkennungsphase. Das Stromverbrauchsmessgerät 231 ist mit dem Computer 25 und einem Stromkreis elektrisch verbunden und es existieren vier elektrische Geräte 211, 213, 215 und 217 in dem Stromkreis.
In der Erkennungsphase erkennt das Stromverbrauchsmessgerät 231 einen Stromverbrauchswert und einen Spannungswert in dem Stromkreis. Das Stromverbrauchsmessgerät 231 berechnet eine Schwankungsrate aus dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert. Da der in der Lernphase erkannte und angepasste Stromverbrauchswert ein Wirkleistungswert ist, handelt es sich bei dem in der Erkennungsphase erkannten und angepassten Stromverbrauchswert ebenfalls um einen Wirkleistungswert.
Das Stromverbrauchsmessgerät 231 kann den Grund-Spannungswert auf den Standardspannungswert von 110 V einstellen. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen kann das Stromverbrauchsmessgerät 231 auch einen statistischen Wert (beispielsweise einen Durchschnittswert) von zuvor in der Lernphase gemessenen Spannungswerten als den Grund-Spannungswert verwenden. Anschließend passt das Stromverbrauchsmessgerät 231 den Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate an.
Es sei angenommen, dass der von dem Stromverbrauchsmessgerät 231 zu diesem Zeitpunkt erkannte Stromverbrauchswert 320 W und der erkannte Spannungswert 113 V beträgt. Wenn das Stromverbrauchsmessgerät 231 den Grund-Spannungswert auf den Standardspannungswert von 110 V einstellt, dividiert das Stromverbrauchsmessgerät 231 den Grund-Spannungswert durch den Spannungswert und leitet den angepassten Stromverbrauchswert durch Multiplizieren der Schwankungsrate mit dem Stromverbrauchswert ab. Auf diese Weise beträgt der angepasste Stromverbrauchswert 311,5 W.
Anschließend kann der Computer 25 einen beliebigen Stromverbrauchserkennungsalgorithmus verwenden, um den angepassten Stromverbrauchswert zu erkennen. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Erfindung auf die Art und Weise der Anpassung von Stromverbrauchswerten richtet, die für elektrische Geräte von einem Stromverbrauchsmessgerät gemessen werden, so dass das Stromverbrauchserkennungssystem die angepassten Stromverbrauchswerte genauer erkennen kann.
Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt, berücksichtigt das Stromverbrauchserkennungssystem nach dem zweiten Ausführungsbeispiel während des Betriebs der elektrischen Geräte gemessene Spannungswerte sowohl in der Lernphase als auch in der Erkennungsphase, und passt die zu diesem Zeitpunkt gemessenen Stromverbrauchswerte entsprechend der Schwankungsrate an. Daher lassen sich genauere Ergebnisse erzielen, sei es in der Lern- oder der Erkennungsphase.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Stromverbrauchsmessverfahren, das als Ablaufdiagramm in 3 dargestellt ist. Das Stromverbrauchsmessverfahren ist zur Verwendung mit einem Stromverbrauchsmessgerät, beispielsweise dem Stromverbrauchsmessgerät 1 des ersten Ausführungsbeispiels, geeignet. Nach dem Anschluss eines Stromverbrauchsmessgeräts an ein einzelnes elektrisches Gerät durch den Benutzer, kann das Stromverbrauchsmessverfahren durchgeführt werden.
Zuerst wird der Schritt S301 durchgeführt, um das Stromverbrauchsmessgerät zum Erkennen eines Stromverbrauchswerts des einzelnen elektrischen Geräts zu aktivieren. Danach wird der Schritt S303 durchgeführt, um das Erkennen eines Spannungswerts durch das Stromverbrauchsmessgerät zu ermöglichen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Schritt S301 und der Schritt S303 gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden können. Wenn der Schritt S301 und der Schritt S303 zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden, muss der Zeitunterschied zwischen der Durchführung der beiden Schritte kleiner als ein bestimmter Wert sein, so dass der Spannungswert den von der Stromversorgung gelieferten Spannungspegel während des Verbrauchs des Stromverbrauchswerts durch das einzelne elektrische Gerät korrekt wiedergeben kann. Da das Stromverbrauchsmessverfahren das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage versetzen soll, Stromverbrauchsbedingungen des einzelnen elektrischen Geräts zu erkennen, kann es sich bei dem erkannten Stromverbrauchswert um einen Stromwert, einen Wirkleistungswert, einen Blindleistungswert, einen Scheinleistungswert und/oder andere Informationen handeln, welche die Stromverbrauchsbedingungen wiedergeben.
Anschließend wird der Schritt S305 durchgeführt, um das Stromverbrauchsmessgerät zum Berechnen einer Schwankungsrate aus dem in Schritt S303 erkannten Spannungswert und einem Grund-Spannungswert zu aktivieren. Die Schwankungsrate gibt eine Rate der Verschiebung des von der Stromversorgung gelieferten Spannungspegels wieder. Genauer gesagt ist der von der Stromversorgung gelieferte Spannungspegel nicht konstant, sondern kann Verschiebungen unterworfen sein. Daher können von dem Stromverbrauchsmessgerät zu verschiedenen Zeitpunkten erkannte Spannungswerte voneinander abweichen.
Der in dem Schritt S305 des Stromverbrauchsmessverfahrens verwendete Grund-Spannungswert kann ein Standardspannungswert sein. Der Standardspannungswert beträgt in der Republik China (ROC), Nordamerika und Japan beispielsweise 110 V, während er in der Volksrepublik China (PRC) und in Europa 220 V beträgt. In anderen Ausführungsbeispielen können andere Schritte durchgeführt werden, um den Grund-Spannungswert zu erhalten. Beispielsweise können mehrere Referenzspannungswerte durch das Stromverbrauchsmessgerät innerhalb eines Zeitraums erkannt werden, und der Grund-Spannungswert wird anschließend von dem Stromverbrauchsmessgerät anhand der Referenzspannungswerte (beispielsweise durch Bildung eines Durchschnitts dieser Referenzspannungswerte als Grund-Spannungswert) bestimmt. In diesem Fall können die Referenzspannungswerte und der Grund-Spannungswert zur späteren Verwendung weiterhin gespeichert werden.
Schließlich wird der Schritt S307 durchgeführt, um das Stromverbrauchsmessgerät für das Anpassen des Stromverbrauchswerts entsprechend der Schwankungsrate zu aktivieren. Beispielsweise ermöglicht das Stromverbrauchsmessverfahren die Ausführung des Schritts S305 durch das Stromverbrauchsmessgerät, um die Schwankungsrate durch Dividieren des Grund-Spannungswerts durch den in dem Schritt S303 erkannten Spannungswerts abzuleiten, und ermöglicht sodann die Durchführung des Schritts S307 durch das Stromverbrauchsmessgerät, um den angepassten Stromverbrauchswert durch Multipliziere der Schwankungsrate mit dem im Schritt S301 erkannten Stromverbrauchswert abzuleiten. Auf diese Weise kann der angepasste Stromverbrauchswert die tatsächliche Stromverbrauchsmenge des einzelnen elektrischen Geräts korrekt wiedergeben.
Wenn das Stromverbrauchsmessgerät durch den Benutzer mit einem Stromkreis elektrisch verbunden wird, erkennt das Stromverbrauchsmessverfahren einen Stromverbrauchswert des Stromkreises und passt anschließend den Stromverbrauchswert in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben an. Daher entfällt an dieser Stelle eine weitere Beschreibung.
Zusätzlich zu den vorgenannten Schritten kann das Stromverbrauchsmessverfahren nach dem dritten Ausführungsbeispiel auch sämtliche Operationen und Funktionen durchführen, die in Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Wie das dritte Ausführungsbeispiel diese Operationen und Funktionen durchführt, ist für den Fachmann auf diesem Gebiet aus der Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels heraus ersichtlich und wird deshalb nicht näher beschrieben.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wendet das Stromverbrauchsmessverfahren auf ein Stromverbrauchserkennungssystem (beispielsweise das in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Stromverbrauchserkennungssystem) an. Die von dem Stromverbrauchserkennungssystem zu erkennende Stromverbrauchsumgebung umfasst mehrere elektrische Geräte. Der Betriebsablauf des Stromverbrauchserkennungssystems weist zwei primäre Phasen auf: eine Lernphase und eine Erkennungsphase. Anders ausgedrückt: das Stromverbrauchsmessverfahren wird auf die Lernphase und die Erkennungsphase angewandt.
In der 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Stromverbrauchsmessverfahrens dargestellt, das in der Lernphase des Stromverbrauchserkennungssystems angewandt wird. Der in 4 dargestellte Prozessablauf findet auf jedes elektrische Gerät Anwendung, welches das Stromverbrauchserkennungssystem erkennen soll.
Das Stromverbrauchsmessverfahren erkennt für jedes der elektrischen Geräte die jeweiligen Stromverbrauchsbedingungen innerhalb eines Zeitraums. Insbesondere führt das Stromverbrauchsmessverfahren die Schritte S301, S303, S305 und S307 durch. Da diese Schritte in Zusammenhang mit dem dritten Ausführungsbeispiel bereits näher erläutert wurden, werden sie im Folgenden nicht weiter beschrieben. Anschließend wird der Schritt S409 durchgeführt, um das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage zu versetzen, festzustellen, ob der Erkennungszeitraum eine voreingestellte Zeitdauer überschritten hat. Wenn die Antwort im Schritt S409 ”nein” ist, führt das Stromverbrauchsmessverfahren die Schritte S301, S303, S305 und S307 erneut durch. Lautet die Antwort im Schritt S409 ”ja”, so wird der Schritt S411 durchgeführt, um die Stromverbrauchserkennung des elektrischen Geräts zu beenden. Nach Abschluss der Stromverbrauchserkennung sämtlicher elektrischer Geräte kann das Stromverbrauchserkennungssystem einen beliebigen Stromverbrauchserkennungsalgorithmus verwenden, um Stromverbrauchscharakteristika der elektrischen Geräte anhand der angepassten Stromverbrauchswerte zu erlernen und eine Stromverbrauchscharakteristika-Korrespondenztabelle zur Verwendung bei nachfolgenden Erkennungen erzeugen.
In der Erkennungsphase ist das Stromverbrauchsmessgerät elektrisch an einen Stromkreis angeschlossen, welcher die in Zusammenhang mit der Lernphase erwähnten elektrischen Geräte umfasst. Der in 3 dargestellte Ablauf wird von dem Stromverbrauchserkennungssystem übernommen. Insbesondere werden die Schritte S301 und S303 ausgeführt, um einen Stromverbrauchswert und einen Spannungswert in dem Stromkreis zu erkennen. Anschließend wird der Schritt S305 durchgeführt, um das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage zu versetzen, eine Schwankungsrate anhand des in Schritt S303 erkannten Spannungswerts und eines Grund-Spannungswerts zu berechnen. Es sei darauf hingewiesen, dass der hier beschriebene Spannungswert ein Standardspannungswert sein kann. Bei dem Stromverbrauchsmessverfahren können mehrere in der Lernphase gemessene Spannungswerte als Referenzspannungswerte verwendet werden, und der Grund-Spannungswert wird entsprechend dieser Referenzspannungswerte ermittelt (beispielsweise durch Bilden eines Durchschnittswerts der Referenzspannungswerte als Grund-Spannungswert). Danach wird der Schritt S307 durchgeführt, um das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage zu versetzen, den Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate anzupassen. Schließlich kann das Stromverbrauchserkennungssystem einen beliebigen Stromverbrauchserkennungsalgorithmus verwenden, um den angepassten Stromverbrauchserkennungswert zu erkennen.
Zusätzlich zu den vorgenannten Schritten kann das vierte Ausführungsbeispiel auch sämtliche in Zusammenhang mit dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen Operationen und Funktionen durchführen. Die Art und Weise der Durchführung dieser Operationen und Funktionen durch das vierte Ausführungsbeispiel ist für den Fachmann aus der Erläuterung des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels ersichtlich und wird daher hier nicht näher beschrieben.
Die in Zusammenhang mit dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel beschriebenen Stromverbrauchsmessverfahren können jeweils mittels eines nichtflüchtigen materiellen maschinenlesbaren Mediums implementiert werden. Jedes der nichtflüchtigen materiellen maschinenlesbaren Medien speichert ein Computerprogramm, und das Computerprogramm ist in der Lage, das Stromverbrauchsmessverfahren nach dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel durchzuführen, wenn es in ein Stromverbrauchsmessgerät geladen ist. Jedes der nichtflüchtigen materiellen maschinenlesbaren Medien kann ein elektronisches Produkt sein, wie beispielsweise ein Festwertspeicher (ROM), ein Flash-Speicher, eine Floppydisk, eine Festplatte, eine Compact Disc (CD), eine mobile Platte, ein Magnetband, eine für Netzwerke zugängliche Datenbank, oder ein dem Fachmann auf dem Gebiet bekanntes beliebiges anderes Speichermedium mit der gleichen Funktion.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung berücksichtigen das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessgerät und das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessverfahren die Spannungsschwankungsrate und passen den erkannten Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate an, so dass der angepasste Stromverbrauchswert die tatsächlichen Stromverbrauchsbedingungen des elektrischen Geräts oder des Stromkreises korrekt wiedergeben kann. Auf diese Weise können das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessgerät und das erfindungsgemäße Stromverbrauchsmessverfahren genauere Erkennungsergebnisse liefern, wenn sie in einem Stromverbrauchserkennungssystem verwendet werden.

Claims

Stromverbrauchsmessverfahren zur Verwendung mit einem Stromverbrauchsmessgerät, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zur Erkennung eines Stromverbrauchswerts; (b) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zur Erkennung eines Spannungswerts; (c) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Berechnen einer Schwankungsrate nach dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert; und (d) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Anpassen des Stromverbrauchswerts entsprechend der Schwankungsrate.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbrauchswert für ein elektrisches Gerät durch das Stromverbrauchsmessgerät im Schritt (a) erkannt wird.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbrauchswert für einen Stromkreis durch das Stromverbrauchsmessgerät im Schritt (a) erkannt wird.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbrauchswert ein Stromwert, ein Wirkleistungswert, ein Blindleistungswert oder ein Scheinleistungswert ist.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund-Spannungswert ein Standardspannungswert ist.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 1, ferner mit den folgenden Schritten: (e) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Erkennen mehrerer Referenzspannungswerte innerhalb eines Zeitraums; und (f) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Ermitteln des Grund-Spannungswerts unter Verwendung der Referenzspannungswerte.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (f) das Stromverbrauchsmessgerät zum Bestimmen des Grund-Spannungswerts durch Bildung eines Durchschnitts der Referenzspanungswerte aktiviert.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 6, ferner mit dem folgenden Schritt: (g) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Speichern der Referenzspannungswerte und des Grund-Spannungswerts.
Stromverbrauchsmessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage versetzt, die Schwankungsrate durch Dividieren des Grund-Spannungswerts durch den Spannungswert zu berechnen, und dass der Schritt (d) das Stromverbrauchsmessgerät in die Lage versetzt, den Stromverbrauchswert durch Multiplizieren des Stromverbrauchswerts mit der Schwankungsrate anzupassen.
Stromverbrauchsmessgerät mit: einem Detektor, der zum Erkennen eines Stromverbrauchswerts und eines Spannungswerts ausgebildet ist; und einem Prozessor, der elektrisch mit dem Detektor verbunden und derart ausgebildet ist, dass er eine Schwankungsrate aus dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert berechnet und den Stromverbrauchswert entsprechend der Schwankungsrate anpasst.
Stromverbrauchsmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor den Stromverbrauchswert eines elektrisches Geräts erkennt.
Stromverbrauchsmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor den Stromverbrauchswert eines Stromkreises erkennt.
Stromverbrauchsmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbrauchswert ein Stromwert, ein Wirkleistungswert, ein Blindleistungswert, oder ein Scheinleistungswert ist.
Stromverbrauchsmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund-Spannungswert ein Standardspannungswert ist.
Stromverbrauchsmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ferner mehrere Referenzspannungswerte innerhalb eines Zeitraums erkennt, und dass der Prozessor ferner den Grund-Spannungswert unter Verwendung der Referenzspannungswerte ermittelt.
Stromverbrauchsmessgerät nach 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor die Grund-Spannung durch Bildung eines Durchschnitts der Referenzspannungswerte ermittelt.
Stromverbrauchsmessgerät nach Anspruch 15, mit: einem Speicher, der elektrisch mit dem Detektor und dem Prozessor verbunden ist und die Referenzspannungswerte sowie den Grund-Spannungswert speichert.
Stromverbrauchsmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor die Schwankungsrate berechnet, indem er den Grund-Spannungswert durch den Spannungswert teilt, und dass der Prozessor den Stromverbrauchswert durch Multiplizieren des Stromverbrauchswerts mit der Schwankungsrate anpasst.
Nichtflüchtiges materielles maschinenlesbares Medium, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, wobei das Computerprogramm in der Lage ist, ein Stromverbrauchsmessverfahren durchzuführen, wenn es in ein Stromverbrauchsmessgerät geladen ist, und dadurch gekennzeichnet, dass das Stromverbrauchsmessverfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zur Erkennung eines Stromverbrauchswerts; (b) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zur Erkennung eines Spannungswerts; (c) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Berechnen einer Schwankungsrate nach dem Spannungswert und einem Grund-Spannungswert; und (d) Aktivieren des Stromverbrauchsmessgeräts zum Anpassen des Stromverbrauchswerts entsprechend der Schwankungsrate.