JP2013538552A - 電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、複数の機器を含む電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置に関する。電圧計は、機器の動作状態が変更される間、電気的ネットワークの機器に配給される主電圧における第一の変化を測定し、スイッチ可能な負荷がスイッチされる間、主電圧における第２の変化を測定する。機器決定ユニットは、主電圧における測定された第１の変化、主電圧における測定された第２の変化、そしてスイッチ可能な負荷の抵抗に基づいて、動作状態が変更された機器を決定する。従って、非常に短い時間のデュレーションでのスイッチングフリッカーを検知することなく、機器が決定され得る。例えば、高いサンプリングレートや継続的なモニタリングは必ずしも必要とされない。これにより離解機能を実行するための離解装置に係る技術的な努力を削減できる。

Description

本発明は、電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置、離解方法、および離解用コンピュータープログラムに関する。本発明は、さらに、電気的ネットワークと電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置を含むシステムに関する。

Ｓｈｗｅｔａｋ等による“Ａｔ ｔｈｅ Ｆｌｉｃｋ ｏｆ ａ Ｓｗｉｔｃｈ：Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇ Ｕｎｉｑｕｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｖｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ”（ＵｂｉＣｏｍｐ ２００７、Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、 Ｖｏｌｕｍｅ４７１７、ｐａｇｅｓ ２７１ ｔｏ ２８８、 ２００７）という記事には、電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置が開示されており、装置は機器に配給されるメイン電圧だけを使用している。しかしながら、この方法は、非常に存続時間が短いスイッチイングフリッカー（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｌｉｃｋｅｒ）を検知し、分類することに依存しており、そのため高いサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇ ｒａｔｅ）と継続的なモニターリング（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）を要する。

従って、離解機能を実行するための技術的な労力は、比較的高いものとなってしまう。

"Ａｔ ｔｈｅ Ｆｌｉｃｋ ｏｆ ａ Ｓｗｉｔｃｈ：Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇ Ｕｎｉｑｕｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｖｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ"ｂｙ Ｓｈｗｅｔａｋ Ｎ． Ｐａｔｅｌ ｅｔ ａｌ．、 ＵｂｉＣｏｍｐ ２００７、Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、 Ｖｏｌｕｍｅ４７１７、ｐａｇｅｓ ２７１ ｔｏ ２８８、 ２００７

本発明の目的は、離解機能を実行するための技術的な労力を削減できる、電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置、離解方法、および離解用コンピュータープログラムを提供することである。さらに、本発明の目的は、電気的ネットワークと電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置を含むシステムを提供することである。

本発明の第１の実施例において、電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解装置が示される。離解装置は：
機器の動作状態が変更される間、電気的ネットワークの機器に対して配給される主電圧における第１の変化を測定するための電圧計と、
スイッチ可能な負荷をスイッチするためのコントローラーであり、スイッチ可能な負荷がスイッチされる間、電気的ネットワークの機器に対して配給される主電圧における第２の変化を測定するように適合されているコントローラーと、
主電圧における測定された第１の変化、主電圧における測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するための機器決定ユニットと、を含む。

機器決定ユニットは、機器を決定するために、主電圧における測定された第１の変化、主電圧における測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷を、ちょうど必要とするので、非常に短い時間のデュレーションでのスイッチングフリッカーを検知する必要がない。例えば、高いサンプリングレートや継続的なモニタリングは必ずしも必要とされない。これにより離解機能を実行するための離解装置に係る技術的な努力を削減できる。

機器とスイッチ可能な負荷は、望ましくは、電気的ネットワークにおいて並列に接続されている。

機器決定ユニットは、主電圧における測定された第１の変化、主電圧における測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、機器の電気的ネットワークに係る全体的アドミタンスにおける変化を決定し、かつ、全体的アドミタンスにおける決定された変化に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合されていることが望ましい。機器決定ユニットは、さらに、主電圧における測定された第１の変化から、および、電源によって供給された電圧と電気的ネットワークのインピーダンスとの比率から、全体的アドミタンスにおける変化を決定するように適合されていることが望ましく、比率は、主電圧における測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷の抵抗、から決定される。望ましくは、機器決定ユニットは、主電圧における測定された第１の変化から、主電圧の逆数における第１の変化を決定し、かつ、比率と主電圧の逆数における第１の変化との積に応じて、全体的アドミタンスにおける変化を決定するように適合されている。全体的アドミタンスにおける変化は、動作状態が変更されたそれぞれの機器を示す。望ましくは、機器決定ユニットは、電気的ネットワークの機器に係るアドミタンスの特徴が保管されるメモリーを含んでいる。全体的アドミタンスにおける決定された変化と保管された機器の特徴を比較することにより、動作状態が変更された機器が決定され得る。

機器決定ユニットは、さらに、主電圧における測定された第２の変化から、主電圧の逆数における第２の変化を決定し、かつ、スイッチ可能な負荷の抵抗と主電圧の逆数における第２の変化との積に応じて、比率を決定するように適合されていることが望ましい。これにより、単に、負荷をスイッチし、主電圧における第２の変化を測定すること、および、単純な算数を実行することによって、非常に簡潔に比率を決定することができる。

電圧計は、時間に依存する主電圧を測定するために、電気的ネットワークの機器に対して配給される主電圧を時間の経過に亘り測定するように適合されていることが望ましい。機器決定ユニットは、
時間に依存する全体的アドミタンスを決定するために、記測定された時間に依存する主電圧から、機器の電気的ネットワークに係る全体的アドミタンスを時間の経過に亘り決定し、かつ、決定された時間に依存する全体的アドミタンスおよび決定された時間に依存する主電圧から、動作状態が変更された機器のエネルギー消費を決定するように適合されていることが望ましい。特に、機器決定ユニットは、時間に依存する主電圧の２乗と時間に依存する全体的アドミタンスとの積の時間積分に応じて、機器のエネルギー消費を決定するように適合されている。このように、機器決定ユニットは、動作状態が変更された機器を決定するだけではなく、この機器のエネルギー消費を決定することもできる。

離解装置は、スイッチ可能な負荷を含み得る。しかしながら、スイッチ可能な負荷は、既知の抵抗をもったあらゆる他の負荷でもあり得る。例えば、スイッチ可能な負荷とは、電気的ネットワークの一つの機器でもあり得る。

一つの実施例において、電圧計は、機器の動作状態が変更される間の、電気的ネットワークの機器に対して配給される主電圧における第１の変化を、主電圧の周波数において測定し、かつ、機器の動作状態が変更される間の、電気的ネットワークにおける第１の追加的な電圧変化を、主電圧の周波数とは異なる追加的な周波数において測定するように適合されている。機器決定ユニットは、主電圧における測定された第１の変化、電気的ネットワークにおける測定された第１の追加的な電圧変化、主電圧における測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合されている。電圧計は、さらに、スイッチ可能な負荷がスイッチされる間の、電気的ネットワークの機器に対して配給される主電圧における第２の変化を、主電圧の周波数において測定し、かつ、スイッチ可能な負荷の動作状態がスイッチされる間の、電気的ネットワークにおける第２の追加的な電圧変化を、追加的な周波数において測定するように適合されている。機器決定ユニットは、主電圧における測定された第１の変化、電気的ネットワークにおける測定された第１の追加的な電圧変化、主電圧における測定された第２の変化、電気的ネットワークにおける測定された第２の追加的な電圧変化、および、スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合されている。離解装置は、追加的な周波数において、電気的ネットワークにおける電流を生成するための電流生成ユニットを含む。特に、機器決定ユニットは、全体的アドミタンスにおける変化を、主電圧の周波数において、および、追加的な周波数において決定するように適合されており、かつ、主電圧の周波数、および、追加的な周波数での全体的アドミタンスにおける変化に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合されている。これにより、全体的アドミタンスにおける決定された変化に係る周波数依存性に基づいて、動作状態が変更された機器を決定することができる。全体的アドミタンスにおける変化に係る周波数依存性は、動作状態が変更されたそれぞれの機器を示すことができる。機器決定ユニットは、電気的ネットワークの機器の周波数依存性が保管されるメモリーを含んでいる。全体的アドミタンスの変化に係る周波数依存性と、機器のアドミタンスに係る周波数依存性とを比較することにより、動作状態が変更された一つまたはいくつかの機器が決定され得る。

電流生成ユニットは追加的な電源であり、追加的な周波数において、機器に対して電圧、従って、電流を供給するために電気的ネットワークに接続されている。電流生成ユニットは、サイン波電流を生成するように適合され得る。しかしながら、電流生成ユニットは、また、スイッチオンとオフを繰り返すＤＣ電流源でもあり得る。

本発明の別の実施例において、電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワーク、および、請求項１において定義されるように電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解装置を含むシステムが示される。

本発明の他の実施例において、電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解方法が示される。離解方法は：
機器の動作状態が変更される間、ネットワークの機器に対して配給される主電圧における第１の変化を測定するステップと、
スイッチ可能な負荷がスイッチされる間、電気的ネットワークの機器に対して配給される主電圧における第２の変化を測定するステップと、
主電圧における測定された第１の変化、主電圧における測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、動作状態が変更された機器を判断するステップと、を含む。

本発明の他の実施例において、電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解用コンピュータープログラムが示される。コンピュータープログラムは、離解装置をコントロールしているコンピューター上でコンピュータープログラムが実行されるとき、請求項１に記載の離解装置に、請求項１３に記載の離解方法に係るステップを実施させるためのプログラムコードを含んでいる。

請求項１に記載の離解装置、請求項１２に記載のシステム、請求項１３に記載の離解方法、および、請求項１４に記載のコンピュータープログラムは、従属請求項において定義されるように、類似の、及び／又は、同一の好適な実施例を有している。

本発明の好適な実施例は、また、従属請求項と、それぞれの独立請求項とのあらゆる組み合わせであり得ることが理解されよう。

本発明に係るこれらの、および、他の態様は、以降に記載される実施例から明らかであり、実施例と関連して説明されるであろう。

図１は、電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置の実施例を説明する模式図である。 図２は、機器がスイッチオンされたりオフされたりする間の、電気的ネットワークにおけるいくつかの機器の全体的アドミタンス(ａｄｍｉｔｔａｎｃｅ)を示す模式図である。 図３は、電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解方法の実施例を説明する典型的なフローチャートである。

図１は、電気的ネットワーク２を含む典型的なシステム１０と、電気的ネットワーク２における機器を特定するための離解装置を説明する模式図である。電気的ネットワーク２は、電源６から電力供給される複数の機器３、４、５を含んでいる。図１において、離解装置１に係るエレメントは、影付きで表されている。

離解装置１は、機器の動作状態が変更される間、電気ネットワーク２における機器３、４、５に配給される主電圧Ｖにおける第１の変化を測定するための電圧計７を含んでいる。離解装置１は、さらに、スイッチ可能な負荷８を含んでいる。電圧計７は、スイッチ可能な負荷８がスイッチされている間、電気的ネットワーク２の機器３、４、５に配給される主電圧Ｖにおける第２の変化を測定するように適合されている。離解装置１は、さらに、主電圧Ｖにおける測定された第１の変化、測定された第２の変化、そしてスイッチ可能な負荷８の抵抗Ｒに基づいて、動作状態が変更された機器を決定するための機器決定ユニット９を含んでいる。機器３、４、５とスイッチ可能な負荷８は、電気的ネットワーク２において並列に接続されている。

離解装置は、さらに、離解装置１に係るエレメントをコントロールするためのコントローラー１２を含んでいる。特に、電圧計７、スイッチ可能な負荷８、そして機器決定ユニット９をコントロールするためである。

この実施例において、機器決定ユニット９は、主電圧Ｖにおける測定された第１の変化、主電圧Ｖにおける測定された第２の変化、そしてスイッチ可能な負荷８の抵抗Ｒに基づいて、機器３、４、５に係る電気的ネットワーク２の全体的アドミタンスＹにおける変化ΔＹを決定するように適合されており、かつ、全体的アドミタンスにおいて決定された変化ΔＹに基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合されている。特に、機器決定ユニット９は、主電圧Ｖにおいて測定された第１の変化から、そして、電源６によって供給される電圧Ｖ_０と電気的ネットワーク２のインピーダンスＺ_０との比率から、変化ΔＹを決定するように適合されている。比率は、主電圧Ｖにおける測定された第２の変化とスイッチ可能な負荷から決定される。望ましくは、機器決定ユニット９は、主電圧Ｖにおける第１の変化から、主電圧の逆数である１／Ｖにおける第１の変化Δ_１（１／Ｖ）を決定するように適合され、以下の式に従って、比率と主電圧の逆数である１／Ｖにおける第１の変化Δ_１（１／Ｖ）との積に応じて全体的アドミタンスＹにおける変化ΔＹを決定するように適合されている。
ΔＹ＝（Ｖ_０／Ｚ_０）Δ_１（１／Ｖ） 式（１）

全体的アドミタンスＹは、電気的ネットワーク２の機器３、４、５に係るアドミタンスＹ_１、Ｙ_２、Ｙ_３の合計である。このことは、図１において参照記号Ｙを伴う破線の箱枠によって表されている。望ましくは、電気的ネットワークは、異なる機器間のネットワークにおける損失が無視できるように、適合される。さらに、望ましくは、電源６から供給される電圧Ｖ_０とネットワークの内部インピーダンスＺ_０は一定である。

例えば、スイッチオンされるか、またはオフされるといったように、機器の動作状態が変化する場合は、全体的アドミタンスＶが変化する。全体的アドミタンスにおける変化は、望ましくは、式（１）に従って決定される。

機器決定ユニット９は、主電圧Ｖにおける第２の変化から、主電圧の逆数である１／Ｖにおける第２の変化Δ_２（１／Ｖ）を決定するように適合され、以下の式に従って、スイッチ可能な負荷８の抵抗Ｒ＝１／Ｙ_ｎと主電圧の逆数における第２の変化Δ_２（１／Ｖ）との積に応じて、比率を決定するように適合されている。
Ｖ_０／Ｚ_０＝±１／（ＲΔ_２（１／Ｖ）） 式（２）
ここで、「＋」記号は、負荷８がスイッチオンであることを示し、「−」記号は、負荷８がスイッチオフであることを示す。このように、スイッチ可能な負荷８は、スイッチオンまたはオフされ、比率Ｖ_０／Ｚ_０は、式（２）に従って決定される。

離解装置１は、スイッチ可能な負荷をスイッチし、対応する主電圧の逆数における第２の変化を測定し、規則的な間隔、または要求によって、比率Ｖ_０／Ｚ_０を繰り返し決定するように適合され得る。例えば、比率Ｖ_０／Ｚ_０の決定を更新するための、ユーザーによる要求である。この更新は、電気的ネットワーク２が非常に安定しておらず、そのため、比率が変動する場合に、特に望まれるものである。

図２は、式（１）に従って決定される、時間に対する、ジーメンス（ｓｉｅｍｅｎｓ）での全体的アドミタンスを典型的に示す模式図である。この例においては、第１の機器３は０．０４ジーメンスのアドミタンスＹ_１を有し、第２の機器４は０．０２ジーメンスのアドミタンスＹ_２を有している。図２において、参照番号２０、２２で示された位置において、第１の機器３はスイッチオンされ、約０．０４ジーメンスの全体的アドミタンスに変化するよう導く。図２において、参照番号２１、２３で示された位置において、全体的アドミタンスの変化は約０．０２ジーメンスである。第２機器４が０．０２ジーメンスのアドミタンスを有することが知られているので、全体的アドミタンスにおける、この変化は第２機器４をスイッチオンしたことによって生じていることが決定され得る。図２において、参照番号２４で示された位置においては、約０．０６ジーメンスの全体的アドミタンスの変化が測定される。第１機器が０．０４ジーメンスのアドミタンスを有し、第２機器が０．０２ジーメンスのアドミタンスを有することが知られているので、全体的アドミタンスにおける、この変化は第１機器３および第２機器４をスイッチオンしたことによって生じていることが決定され得る。

全体的アドミタンスＹにおける変化は、従って、動作状態が変化した、それぞれの機器を示している。機器決定ユニット９は、従って、電気的ネットワーク２の機器３、４、５のアドミタンスの特徴が保管されるメモリーを含んでいる。例えば、機器３、４、５のアドミタンスＹ_１、Ｙ_２、Ｙ_３が、機器決定ユニット９のメモリーの中に保管され得る。全体的アドミタンスＹと保管された特徴とを比較することによって、動作状態が変更された機器を決定することができる。

電圧計７は、望ましくは、時間に依存する主電圧Ｖ（ｔ）を測定するために、時間による電気的ネットワーク２の機器３、４、５に対して配給される主電圧Ｖを測定するように適合される。機器決定ユニット９は、望ましくは、時間に依存する全体的アドミタンスＹ（ｔ）を測定するために、測定された時間に依存する主電Ｖ（ｔ）から、機器３、４、５に係る電気的ネットワーク２の時間による全体的アドミタンスＹを決定するように適合される。そして、決定された時間に依存する全体的アドミタンスＹ（ｔ）と決定された時間に依存する主電圧Ｖ（ｔ）から、動作状態が変更された機器のエネルギー消費を決定するように適合される。特に、機器決定ユニット９は、式（１）と、機器がスイッチされている間に測定された、時間に依存する主電圧Ｖ（ｔ）の測定された値とを利用して、全体的アドミタンスＹにおける時間に依存する変化を決定するように適合され得る。

機器決定ユニットは、従って、電気的ネットワークに係る機器３、４、５のアドミタンスの時間に依存する特徴、及び／又は、時間に依存しない特徴に基づいて、スイッチオンまたはスイッチオフされた機器を決定するように適合され得る。対応する特徴は、望ましくは、機器決定ユニットのメモリーに保管されている。例えば、それぞれの機器に対する、それぞれの機器がスイッチオンまたはスイッチオフされた後のそれぞれのアドミタンスに係る波形Ｙ_１（ｔ）、Ｙ_２（ｔ）、Ｙ_３（ｔ）が、メモリー中に保管され得る。これらの波形は、どの機器がスイッチオンまたはスイッチオフされたかを決定するために、全体的アドミタンスに係る実際に決定された波形前記Ｙ（ｔ）と比較され得る。例えば、相関のような類似性指標が、異なる機器の保管された波形と全体的アドミタンスの実際に決定された波形とを比較するために使用される。保管された波形が、全体的アドミタンスの実際に決定された波形に類似しているかどうかは、例えば、類似性指標の適用結果に閾値を定めることによって決定され得る。保管された、時間に依存しない機器に係るアドミタンスの特徴は、望ましくは、図２に示された台地における中間値である。例えば、第１の機器３に対しては中間値０．０４ジーメンスが、そして、第２の機器４に対しては中間値０．０２ジーメンスが、機器決定ユニット９のメモリー中に保管され得る。

機器決定ユニット９は、さらに、以下の式に従って、時間に依存する主電圧Ｖ（ｔ）の２乗と時間に依存する全体的アドミタンスＹ（ｔ）の積に係る時間積分に応じた機器のエネルギー消費を決定するように適合される。

Ｅは、機器決定ユニットによってスイッチオンされているものとして特定された、一つまたはいくつかの機器によって消費されたエネルギーを示している。

離解装置１は、任意的に、図１において破線の円として示されている電流生成ユニット１１を含み得る。他の実施例においては、任意的な電流生成ユニット１１は、電気的ネットワーク２の一部分であって、離解装置１の一部ではない。電流生成ユニット１１は追加的な電源であり、機器３、４、５に対して電圧、従って、電流を供給するために電気的ネットワーク２に接続されている。一般的にヨーロッパでは５０Ｈｚ、アメリカでは６０Ｈｚである主電圧の周波数とは異なる追加的な周波数において供給される。追加的な周波数とは、例えば、１０Ｈｚまたは１００Ｈｚである。

電圧計７は、電気的ネットワーク２の機器３、４、５に対して配給される主電圧の、機器の動作状態が変更される間の、主電圧の周波数における第１の変化を測定するように適合される。任意的な電流生成ユニット１１が存在する場合は、電圧器７は、望ましくは、さらに、機器の動作状態が変更される間の、電気的ネットワーク２における第１の追加的な電圧変化を追加的な周波数において測定するように適合される。電圧計７は、さらに、電気的ネットワーク２の機器３、４、５に対して配給される主電圧の、スイッチ可能な負荷８がスイッチされる間の、主電圧の周波数における第２の変化を測定するように適合される。そして、任意的な電流生成ユニット１１が存在する場合は、電圧器７は、スイッチ可能な負荷８がスイッチされる間の、電気的ネットワーク２における第２の追加的な電圧変化を追加的な周波数において測定するように適合される。さらに、任意的な電流生成ユニット１１が存在する実施例においては、機器決定ユニット９は、主電圧において測定された第１の変化、主電圧において測定された第２の変化、電気的ネットワーク２において測定された追加的な電圧変化、および、スイッチ可能な負荷８の抵抗、に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合される。この実施例において、機器決定ユニット９は、さらに、主電圧周波数および追加的な周波数における全体的アドミタンスの変化を決定するように適合され、そして、主電圧周波数および追加的な周波数において決定された全体的アドミタンスにおける変化に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合される。これにより、全体的アドミタンスにおいて決定された変化の周波数依存性に基づいて、動作状態が変更された機器を決定することができる。全体的アドミタンスにおける変化の周波数依存性は、動作状態が変更されたそれぞれの機器を示すことができる。電流生成ユニット１１を含む実施例において、機器決定ユニット９は、電気的ネットワーク２の機器３、４、５のアドミタンスに係る周波数依存性を保管するメモリーを含んでいる。全体的アドミタンスの変化に係る周波数依存性と、機器３、４、５のアドミタンスに係る周波数依存性とを比較することにより、動作状態が変更された一つまたはいくつかの機器が決定され得る。

電流生成ユニット１１を含む実施例において、全体的アドミタンスにおける変化は、また、望ましくは、式（１）および式（２）に従って決定される。この実施例においては、全体的アドミタンスにおける変化は、これらの式に従って２回決定される。すなわち、主電圧の周波数において決定されるΔ_１（１／Ｖ）およびＶ_０／Ｚ_０に依存している主電源の周波数において、および、追加的な周波数において決定されるΔ_１（１／Ｖ）およびＶ_０／Ｚ_０に依存している追加的な周波数において、である。比率Ｖ_０／Ｚ_０が、主電圧の周波数および追加的な周波数に対して同一である場合は、この比率は、これらの周波数のうちの一つであると単に決定される。

電流生成ユニットは、主電圧の周波数とは異なる追加的な周波数においてトーンを発する手段であるとみなすことができる。追加的な周波数を考慮することにより、特に、スイッチオンまたはスイッチオフされたといった、動作状態が変更された機器の決定をさらに改善することができる。

以降においては、電気的ネットワークの機器を特定するための離解方法の実施例が、図３に示すフローチャートに関して典型的に記載される。

ステップ１０１においては、機器の動作状態が変更される間の、電気的ネットワーク２の機器３、４、５に対して配給される主電圧Ｖにおける第１の変化が測定される。ステップ１０２においては、スイッチ可能な負荷８がスイッチされる間の、電気的ネットワーク２の機器３、４、５に対して配給される主電圧Ｖにおける第２の変化が測定される。そして、ステップ１０３においては、主電圧において測定された第１の変化、主電圧において測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷８の抵抗Ｒ、に基づいて、動作状態が変更された機器が決定される。

ステップ１０２は、ステップ１０１の前に実行することができる。一つの実施例においては、最初にステップ１０２が実行され、比率Ｖ_０／Ｚ_０が決定され、そして次に、ステップ１０１と１０３が、上述のように、同一の決定された比率Ｖ_０／Ｚ_０を使用して繰り返し実行される。電気的ネットワークが非常に安定していない場合には、比率Ｖ_０／Ｚ_０を更新するために、特定の時間間隔で、または要求によって、ステップ１０２が繰り返し実行され得る。

数多くの機器によって消費される電気的エネルギーを離解するための既知の集中化された方法は、しばしば、全体の電流を測定し、電気的なキャビネットの内部のワイヤーのまわりにクランプ（ｃｌａｍｐ）されている電流計と、主電圧を測定する電圧計の両方を含んでいる。電流計を設置することはささいな事ではなく、訓練された専門職によって実施されるべきである。これは、こうした方法の不利な点であり、特に、家庭の環境ではそうである。

上述の図１に関する離解装置は、電流計を必要としない。離解装置は、ユーザーによって、あらゆるソケットに設置されることができ、それゆえ、既存の電気設備について最小限の変更しか要しない。

上述のＳｈｗｅｔａｋ Ｎ． Ｐａｔｅｌ等による記事は、機器および機器のオンとオフのイベントを特定するために電圧のみを使用する方法を開示している。しかしながら、その方法は、非常に短い時間のデュレーション（ｄｕｒａｔｉｏｎ）のスイッチチングフリッカー（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｌｉｃｋｅｒ）を検知し、分類することに依存しており、そのような高いサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇ ｒａｔｅ）と継続的なモニタリングを必要とする。さらに、この方法は、異なる機器のエネルギー消費を決定することができない。対照的に、上述の図１に関する離解装置によって、機器、及び／又は、機器の状態を、関連するエネルギー消費の値を含めて、非常に効率的に推定することができる。

電圧計は、電気的ネットワークの機器に対して配給される主電圧における第１の変化を、規則的な時間間隔において測定するように適合され得る。機器の動作状態をモニターするためであり、特には、機器がスイッチオンまたはスイッチオフされたかどうかをモニターするためである。測定結果は、測定結果を保管するバッファーメモリーに送られる。機器離解ユニットは、主電圧において測定された第１の変化に基づいて、動作状態が変更された機器を決定することによって離解を実行する。機器離解ユニットは、離解を実行する信号処理ユニットを含み得る。例えば、信号処理ユニットは、主電圧において測定された第１の変化に基づいて、動作状態が変更された機器を決定する。コントローラーは、規則的な間隔においてか、機器決定ユニット、特には、処理ユニットによって依頼されたとき、のどちらかにおいて、スイッチ可能な負荷をスイッチオン、及び／又は、スイッチオフするように適合され得る。

離解装置および離解方法が基礎としている重要事項は、それぞれの機器が自分自身の特徴的な電流パターンを有するということであり、パターンは、アドミタンスパターンとしてモデル化される。特には、時間に依存するアドミタンスパターンとしてである。電気的ネットワークの内部インピーダンスにより、負荷をスイッチオンすることは、主電圧の低下を招く。電圧低下パターンからは、どの機器がスイッチオンされたか、機器のアドミタンスは何か、そして、どの位のエネルギーを消費するか、を推察することができる。

離解装置および離解方法は、望ましくは、家庭のモニタリングのため、そしてエネルギー使用を離解するために使用される。

上述の図１に関する実施例においては、電気的ネットワークは３つの機器を含んでいるものの、もちろん電気的ネットワークは、３つ以上または以下の機器を含み得る。

上述の図１に関する実施例において、離解装置は、離解装置のコントローラーによって制御されるスイッチ可能な負荷を含んでいるものの、スイッチ可能な負荷は、代替的に、電気的ネットワークのエレメント、例えば、電気的ネットワークの機器の一つであり得る。スイッチ可能な負荷が、離解装置ではなく、電気的ネットワークにより成っている場合でさえ、コントローラーはスイッチ可能な負荷をスイッチするように適合される。

上述の図１に関する実施例において、電流生成ユニットが追加的な周波数で、電気的ネットワークにおける電流を生成する場合には、電圧計が、機器の動作状態が変更されている間、主周波数とは異なる追加的な周波数での、電気的ネットワークにおける第１の追加的な電圧変化を測定し、かつ、機器決定ユニットが、主電圧において測定された第１の変化、電気的ネットワークにおいて測定された第１の追加的な電圧変化、主電圧において測定された第２の変化、および、スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、動作状態が変更された機器を決定するように適合されているものの、追加的な周波数で電気的ネットワークにおける電流を生成する電流生成ユニットが存在しない場合には、追加的な周波数でのこの決定におけるこの測定が、また、実行される。電流生成ユニットが存在しない場合には、スイッチ可能な負荷の動作状態がスイッチされた間、追加的な周波数での、電気的ネットワークにおける第２の追加的な電圧変化が測定され得る。

当業者であれば、図面、開示、添付の特許請求の範囲の研究から、開示された実施例に対する他の変形が理解され、もたらされよう。

特許請求の範囲において、用語「含む（”ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ“）」は、他のエレメントまたはステップを排除するものではなく、不定冠詞である”ａ“または”ａｎ“は、複数を排除するものではない。

単一のユニットまたはデバイスが、特許請求の範囲において述べられるいくつかのアイテムの機能を満たすことができ得る。特定の手段がお互いに異なる独立請求項において述べられているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利なように利用され得ないということを示すものではない。

動作状態が変更された、電気的ネットワークにおける機器の決定、機器のエネルギー消費の決定、比率Ｖ_０／Ｚ_０の決定、等といった決定は、あらゆる他の数多くのユニットまたはデバイスによって実行され得る。決定、及び／又は、上述の離解方法に従った離解装置の制御は、コンピュータープログラムのプログラムコード手段として、及び／又は、専用のハードウェアとして、実施され得る。

コンピュータープログラムは、光記録メディアまたは半導体メディアといった、好適なメディアで保管／配信され、他のハードウェアと共に、または一部として提供され得る。しかし、インターネットまたは他の有線もしくは無線の通信システムを介してというように、他の方式においても配信され得る。

特許請求の範囲におけるあらゆる参照記号も、発明の範囲を限定するものと理解されるべきではない。

本発明は、複数の機器を含む電気的ネットワークにおける機器を特定するための離解装置に関する。電圧計は、機器の動作状態が変更される間、電気的ネットワークの機器に配給される主電圧における第一の変化を測定し、スイッチ可能な負荷がスイッチされる間、主電圧における第２の変化を測定する。機器決定ユニットは、主電圧における測定された第１の変化、主電圧における測定された第２の変化、そしてスイッチ可能な負荷８の抵抗Ｒに基づいて、動作状態が変更された機器を決定する。従って、非常に短い時間のデュレーションでのスイッチングフリッカーを検知することなく、機器が決定され得る。例えば、高いサンプリングレートや継続的なモニタリングは必ずしも必要とされない。これにより離解機能を実行するための離解装置に係る技術的な努力を削減できる。

本発明の第１の実施例において、電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解装置が、請求項１に記載のように示される。

全体的アドミタンスにおける変化は、動作状態が変更されたそれぞれの機器を示す。望ましくは、機器決定ユニットは、電気的ネットワークの機器に係るアドミタンスの特徴が保管されるメモリーを含んでいる。全体的アドミタンスにおける決定された変化と保管された機器の特徴を比較することにより、動作状態が変更された機器が決定され得る。

本発明により、単に、負荷をスイッチし、主電圧における第２の変化を測定すること、および、単純な算数を実行することによって、非常に簡潔に比率を決定することができる。

本発明の他の実施例において、電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解方法が、請求項９に記載のように示される。

請求項１に記載の離解装置、請求項８に記載のシステム、請求項９に記載の離解方法、および、請求項１０に記載のコンピュータープログラムは、従属請求項において定義されるように、類似の、及び／又は、同一の好適な実施例を有している。

Claims (14)

1. 電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解装置であって：
   機器の動作状態が変更される間、前記電気的ネットワークの前記機器に対して配給される主電圧における第１の変化を測定するための電圧計と、
   スイッチ可能な負荷をスイッチするためのコントローラーであり、前記スイッチ可能な負荷がスイッチされる間、前記電気的ネットワークの前記機器に対して配給される主電圧における第２の変化を測定するように適合されているコントローラーと、
   前記主電圧における測定された前記第１の変化、前記主電圧における測定された前記第２の変化、および、前記スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、前記動作状態が変更された前記機器を決定するための機器決定ユニットと、を含む、
   ことを特徴とする離解装置。
2. 前記機器決定ユニットは、
   前記主電圧における測定された前記第１の変化、前記主電圧における測定された前記第２の変化、および、前記スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、前記機器の前記電気的ネットワークに係る全体的アドミタンスにおける変化を決定し、かつ、全体的アドミタンスにおける決定された前記変化に基づいて、前記動作状態が変更された前記機器を決定するように適合されている、
   請求項１に記載の離解装置。
3. 前記機器決定ユニットは、
   前記主電圧における測定された前記第１の変化、および、前記電源によって供給された電圧と前記電気的ネットワークのインピーダンスとの比率から、前記全体的アドミタンスにおける前記変化を決定するように適合されており、
   前記比率は、前記主電圧における測定された前記第２の変化、および、前記スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて決定される、
   請求項２に記載の離解装置。
4. 前記機器決定ユニットは、
   前記主電圧における測定された前記第１の変化から、主電圧の逆数における第１の変化を決定し、かつ、前記比率と前記主電圧の逆数における前記第１の変化との積に応じて、前記全体的アドミタンスにおける前記変化を決定するように適合されている、
   請求項３に記載の離解装置。
   
   請求項３に記載の半導体デバイス。
5. 前記機器決定ユニットは、
   前記主電圧における測定された前記第２の変化から、主電圧の逆数における第２の変化を決定し、かつ、前記スイッチ可能な負荷の前記抵抗と前記主電圧の逆数における前記第２の変化との積に応じて、前記比率を決定するように適合されている、
   請求項３に記載の離解装置。
6. 前記電圧計は、
   時間に依存する主電圧を測定するために、前記電気的ネットワークの前記機器に対して配給される前記主電圧を時間の経過に亘り測定するように適合されており、かつ、
   前記機器決定ユニットは、
   時間に依存する全体的アドミタンスを決定するために、前記測定された時間に依存する主電圧から、機器の電気的ネットワークに係る全体的アドミタンスを時間の経過に亘り測定し、かつ、
   前記決定された時間に依存する全体的アドミタンスおよび前記決定された時間に依存する主電圧から、前記動作状態が変更された前記機器のエネルギー消費を決定する、
   ように適合されている請求項１に記載の離解装置。
7. 前記機器決定ユニットは、
   前記時間に依存する主電圧の２乗と前記時間に依存する全体的アドミタンスとの積の時間積分に応じて、前記機器の前記エネルギー消費を決定するように適合されている、
   請求項６に記載の離解装置。
8. 前記離解装置は、前記スイッチ可能な負荷を含む、
   請求項１に記載の離解装置。
9. 前記電圧計は、
   前記機器の動作状態が変更される間の、前記電気的ネットワークの前記機器に対して配給される前記主電圧における前記第１の変化を、主電圧の周波数において測定し、かつ、前記機器の動作状態が変更される間の、電気的ネットワークにおける第１の追加的な電圧変化を、前記主電圧の周波数とは異なる追加的な周波数において測定するように適合されており、
   前記機器決定ユニットは、
   前記主電圧における測定された前記第１の変化、前記電気的ネットワークにおける測定された前記第１の追加的な電圧変化、前記主電圧における測定された前記第２の変化、および、前記スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、前記動作状態が変更された機器を決定するように適合されている、
   請求項１に記載の離解装置。
10. 前記電圧計は、
    前記スイッチ可能な負荷がスイッチされる間の、前記電気的ネットワークの前記機器に対して配給される前記主電圧における前記第２の変化を、主電圧の周波数において測定し、かつ、前記スイッチ可能な負荷の前記動作状態がスイッチされる間の、電気的ネットワークにおける第２の追加的な電圧変化を、前記追加的な周波数において測定するように適合されており、
    前記機器決定ユニットは、
    前記主電圧における測定された前記第１の変化、前記電気的ネットワークにおける測定された前記第１の追加的な電圧変化、前記主電圧における測定された前記第２の変化、前記電気的ネットワークにおける測定された前記第２の追加的な電圧変化、および、前記スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、前記動作状態が変更された機器を決定するように適合されている、
    請求項９に記載の離解装置。
11. 前記離解装置は、前記追加的な周波数において、前記電気的ネットワークにおける電流を生成するための電流生成ユニットを含む、
    請求項９に記載の離解装置。
12. 電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークと、
    前記電気的ネットワークにおいて機器を特定するための請求項１に記載の離解装置と、を含むシステム。
13. 電源から電力供給されている複数の機器を含んだ電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解方法であって：
    機器の動作状態が変更される間、前記電気的ネットワークの前記機器に対して配給される主電圧における第１の変化を測定するステップと、
    スイッチ可能な負荷がスイッチされる間、前記電気的ネットワークの前記機器に対して配給される主電圧における第２の変化を測定するステップと、
    前記主電圧における測定された前記第１の変化、前記主電圧における測定された前記第２の変化、および、前記スイッチ可能な負荷の抵抗、に基づいて、前記動作状態が変更された前記機器を決定するステップと、を含む、
    ことを特徴とする離解方法。
14. 電源から電力供給されている複数の機器を含む電気的ネットワークにおいて機器を特定するための離解用コンピュータープログラムであって：
    離解装置をコントロールしているコンピューター上で前記コンピュータープログラムが実行されるとき、請求項１に記載の離解装置に、請求項１３に記載の離解方法に係るステップを実施させるためのプログラムコードを含む、
    ことを特徴とするコンピュータープログラム。

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