KR20180059500A

KR20180059500A - 교정된 전력 측정들을 유도하기 위한 원격 감지

Info

Publication number: KR20180059500A
Application number: KR1020187011503A
Authority: KR
Inventors: 로버트 에스. 마셜; 스탄 헥맨; 총린 리우; 크리스토퍼 데일 슬루프; 도니 빅슬러; 스코트 스티켈즈; 에밀리 스티켈즈
Original assignee: 어스네트웍스 아이엔씨
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2018-06-04
Also published as: US10018701B2; AU2016326708A1; US20170205489A1; EP3353559A4; US9702959B2; WO2017053876A1; EP3353559A1; JP2018528433A; CN108603900A; US20170090004A1; CA2999884A1; BR112018005993A2

Abstract

전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 방법들 및 시스템들이 본원에서 설명되어 있다. 센서 모듈의 자기장 센서들은 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지한다. 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 생성하고, 비교정된 전력 측정은 자기장 센서에 의해 감지된 자기장 및 전력 분배 포인트에 의해 반송된 전압으로부터 유도된다. 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정한다. 제 2 프로세서는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 이용하여 전달 함수를 유도한다. 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정에 적용한다.

Description

교정된 전력 측정들을 유도하기 위한 원격 감지

[0001] 이 출원은 그 전체가 참조로 본원에 편입되는, 2015 년 9 월 24 일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 62/232,278 호에 대한 우선권을 주장한다.

[0002] 출원의 발명 요지는 일반적으로, 교정된 전력 측정(calibrated power measurement)들을 유도하기 위한 원격 감지에 관한 것이다.

[0003] 현재, 주거용 및 상업용 환경들에 대한 전력 사용량 부하들 및 변동들을 측정하는 것은 전류 트랜스포머(Current Transformer; CT) 클램프(clamp) 기술을 통해 달성된다. 스마트 계측기들과 같은 제품들과, Charleston, South Carolina의 Energy, Inc.로부터 입수가능한 TED 5000 시리즈, Vancouver, BC, Canada의 Neurio Technology, Inc.로부터 입수가능한 뉴리오 센서(Neurio Sensor), 및 Kitchener, ON, Canada의 Eyedro Green Solutions, Inc.로부터 입수가능한 EHEM1 홈 전기 모니터(Home Electricity Monitor)와 같은 다른 에너지 모니터링 제품들은, CT 클램프가 둘러싸는 단일 배선으로부터의 자기장들이 배선에서 존재하는 전기적 전류에 대한 간단한 물리적 관계를 가질 때, 전력 사용량을 구별하는 것이 상대적으로 간단하므로 CT 기술을 사용한다. 이러한 제품들은 전형적으로, 각각의 CT 클램프에 의해 감지된 순간 전류를 시간-변동 전압에 의해 승산함으로써 전력을 결정한다. 1 초와 같은 시간 주기에 대해 이 순간 전력을 적분함으로써, 그 1 초의 시간 주기 동안에 이용된 총 전력이 계산될 수 있다.

[0004] 그러나, 절차가 전기적 차단기 박스의 외부 보호 패널의 제거를 요구하고 설치자가 개인의 신체적 손상 또는 심지어 사망을 야기시킬 수 있는 고전력 전기적 라인들과 근접하게 접촉하는 것을 추가로 요구하므로, CT 클램프들의 설치는 어렵고 위험하다. 이 종류의 설치는 주택 소유자가 완료하기가 실현가능하지 않고; 대부분의 주택 소유자들은 설치를 수행하는 것이 편안하지 않을 것이고, 그 대신에, 상당한 비용으로 작업을 수행하기 위한 전기적 도급업자를 고용하는 것을 택할 것이다. 또한, CT 클램프 설치들은 퓨즈 박스 커버들을 제거하고, CT 클램프들 및 연관된 배선들을 조심스럽게 접속하는 것에 관여된 노동력으로 인해 상당한 시간의 양이 걸린다. 심지어 전문적인 전기기사에 의한 설치도 30 분 또는 그 초과의 것이 걸릴 수 있다.

[0005] 그러므로, 필요한 것은 전기적 차단기 박스의 내부로의, CT 클램프들과 같은 컴포넌트(component)들의 복잡하고 위험한 설치를 요구하지 않는 원격 감지 기술을 이용하여 전력 분배 포인트를 통해 흐르는 전력의 사용량 및 변동들을 측정하기 위한 방법 및 시스템이다. 본원에서 설명된 기법들은 자기장 센서들을 구비한 센서 모듈을 전력 분배 포인트에 근접하게 위치시킴으로써 전력 측정 시스템의 대폭 간략화된 설치를 제공한다. 예로서, 본원에서 설명된 전력 측정 시스템의 설치들은 임의의 사람, 심지어 전기와 함께 작업함에 있어서 경험을 갖지 않는 사람들에 의해 행해질 수 있고, 설치는 짧은 시간의 양, 전형적으로, 10 분 미만 내에 완료될 수 있다.

[0006] 이 발명의 맥락에서, 전력 분배 포인트는 (i) (예컨대, 유틸리티 제공자(utility provider)에 의해 동작된 바와 같이, 전력 분배 포인트에 결합된 솔라 패널 어레이(solar panel array)로부터 제공된 바와 같이) 전력 생성 소스로부터 흐르는 전기적 전력을 수신하고 (ii) 수신된 전기적 전력을 하나 또는 그 초과하는 분배 채널들로 분배하는 전력 분배 시스템에서의 임의의 포인트이다. 하나의 실시예에서, 전력 분배 포인트는 주거 또는 사업 설비에서 설치된 바와 같은 전기적 차단기 박스이다. 주거용 전기적 차단기 박스(100) 로서의 전력 분배 포인트의 예는 도 1a에서 도시되어 있다. 이 예에서, 전기적 차단기 패널은 서비스 진입 케이블(102)(즉, 전기적 차단기 박스의 상부에서 통상적으로 진입하고 3 개의 배선들 ― 위상 1 배선(104), 위상 2 배선(106), 및 중립 배선(108) ― 을 전형적으로 포함하는 대형 케이블)을 통해 유틸리티 제공자로부터 전기적 전력을 수신하고, 전기적 전력을, 건물의 상이한 영역들을 서비스하는 브랜치 회로(branch circuit)들(110)로 분배한다. 위상 1 배선(104) 및 위상 2 배선(106)은 120 볼트(volt)의 정현 변동 전압을 전형적으로 반송(carry)한다. 이것은 표준적인 2-위상 배선 방식이고, 반대 방향들로 흐르고 있는 각각의 배선(104, 106)으로부터의 전기적 전류들 및 180 도 이위상(out of phase)인 전압들을 특징으로 한다. 위상 배선들에 대한 명칭들 '위상 1' 및 '위상 2'는 하나의 위상 대 또 다른 것을 구별하기 위한 참조의 목적들을 위하여 본원에서 이용된다는 것에 주목한다. 일부 실시예들에서는, 1 개, 2 개, 또는 3 개의 위상들이 있을 수도 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 유럽에서의 주거용 환경은 1 개의 위상을 가질 수도 있고, 미국에서의 주거용 환경은 2 개의 위상들을 가질 수도 있고, 미국에서의 상업용 환경은 3 개의 위상들을 가질 수도 있다.

[0007] 본원에서 설명된 발명이 이용될 수 있는 전력 분배 포인트들의 다른 예들은 전기적 차단기 박스로부터 업스트림(upstream)에 있고(즉, 유틸리티 제공자에 더 근접함) 및/또는 전기적 차단기 박스로부터 다운스트림(downstream)에 있는(즉, 유틸리티 제공자로부터 더 멀리 있음) 디바이스들을 포함하지만, 이것으로 제한되지는 않는다. 이러한 디바이스들은 건물에서 전기적 차단기 박스에 결합되는 다른 전기적 패널들(예컨대, 전기 차량들을 충전하기 위한 리셉터클(receptacle)들, 솔라 패널 전기 전달 시스템들), 스마트 계측기들, 발전기들, 유틸리티 제공자의 전기적 분배 시스템에서의 다양한 노드들에서의 업스트림 디바이스들 등을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 전력 분배 포인트는 전력 분배 시스템의 일부인 배선 또는 케이블 상의 포인트일 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 예컨대, 유틸리티 계측기 및 전기적 차단기 박스를 접속하는 서비스 진입 케이블의 부분은 전력이 서비스 진입 케이블의 배선들을 통해 흐르고 있으므로, 전력 분배 포인트로서 고려될 수 있다.

[0008] 도 1b는 다양한 전력 분배 포인트들에 관련하여 위치되어야 할 본원에서 설명된 센서 모듈에 대한 예시적인 로케이션들을 도시하는 전력 분배 시스템의 도면이다. 도 1b에서 도시된 바와 같이, 센서 모듈(SM1)은 유틸리티 트랜스포머와 (예컨대, 주거지에서 위치된 바와 같은) 스마트 계측기 사이의 라인 상에서 위치된다. 센서 모듈(SM2)은 스마트 계측기의 외부 박스 상에서 위치된다. 센서 모듈(SM3)은 (서비스 진입 케이블이 주요 패널에 진입하는 로케이션에서 또는 그 근처에서) 주거지의 주요 전기적 패널을 실장하는 전기적 차단기 박스에 근접한 벽 상에서 위치된다. 센서 모듈(SM4)은 전기적 차단기 박스의 외부 상에서 위치된다. 센서 모듈(SM5)은 전기적 차단기 박스와 서브 전기적 패널(예컨대, 주거지에서의 어딘가에서의 전용 전기적 패널) 사이의 라인 상에서 위치된다. 센서 모듈(SM6)은 서브 패널 박스의 외부 상에서 위치된다. 센서 모듈(SM7)은 솔라 패널들을 전기적 차단기 박스에 결합하는 라인 상에서(또는 전달 장치 상에서) 위치된다.

[0009] 또한, 위에서 설명된 CT 클램프 기술과 대조적으로, 본원에서 설명된 시스템 및 방법은 서비스 진입 케이블에서의 배선들(104, 106)로부터 생성된 자기장들뿐만 아니라, 예컨대, 전력 분배 포인트로부터 건물에서의 다양한 로케이션들로 확장하는 개별적인 브랜치 회로들(110)을 통해 흐르는 전력에 의해 생성된 자기장들과 같은, 전력 분배 포인트를 통해 흐르는 전력에 의해 생성된 바와 같은 더 복잡한 자기장들을 감지하는 장점을 제공한다. 시스템 및 방법은 또한 유익하게도, 전력 분배 포인트에 결합되는 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위하여, 그리고 추가로, 각각의 브랜치 회로 상의 특정 디바이스들(예컨대, 기기들, 전자기기들 등)을 식별하고 모니터링하기 위하여, 자기장 센서들을 통해 감지된 데이터를 이용한다.

[0010] 일반적으로, 본원에서 설명된 시스템 및 방법은 전력이 전력 분배 포인트에 접속된 브랜치 회로들을 포함하는 전력 분배 포인트를 통해 흐를 때에 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하기 위하여 센서 모듈에서의 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들을 이용한다. 일부 실시예들에서, 센서 모듈은 전력 분배 포인트에 근접하게 상이한 로케이션들에서 위치된다. 전기적 차단기 박스의 예에서, 센서 모듈은 서비스 라인 진입 케이블 상에서 또는 그 근처에서, 및/또는 전기적 차단기 박스에 근접한 벽 상에서, 전기적 차단기 박스의 외부에 고착될 수 있다. 상기 로케이션들은 단지 예들이고, 센서 모듈은 전력 분배 포인트를 통해 흐르는 전력으로부터의 자기장들이 감지될 수 있는 전력 분배 포인트에 근접한 어딘가에서 배치될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 게다가, 본원에서 설명된 기법들은 일반적으로, 서로 및/또는 전력 분배 포인트로의 자기장 센서들의 특정 배향을 요구하지 않는다.

[0011] 발명은 하나의 양태에서, 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 방법을 특징으로 한다. 센서 모듈의 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들은 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하고, 여기서, 센서 모듈은 전력 분배 포인트에 근접하게 위치된다. 센서 모듈에 결합된 전압 센서는 전력 분배 포인트에서 반송된 전압을 감지한다. 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정(uncalibrated power measurement)을 생성하고, 비교정된 전력 측정은 자기장 센서에 의해 감지된 자기장 및 전압 센서에 의해 감지된 전압으로부터 유도된다. 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정한다. 제 2 프로세서는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 이용하여 전달 함수를 유도한다. 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정에 적용한다.

[0012] 발명은 또 다른 양태에서, 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 시스템을 특징으로 한다. 시스템은 전력 분배 포인트에 근접하게 위치된 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들을 갖는 센서 모듈을 포함한다. 자기장 센서들은 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하도록 구성된다. 시스템은 센서 모듈에 결합된 전압 센서를 더 포함한다. 전압 센서는 전력 분배 포인트에서 반송된 전압을 감지하도록 구성된다. 시스템은 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서를 더 포함한다. 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 생성하도록 구성된다. 비교정된 전력 측정은 자기장 센서에 의해 감지된 자기장 및 전압 센서에 의해 감지된 전압으로부터 유도된다. 시스템은 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서를 더 포함한다. 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하고, 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 이용하여 전달 함수를 유도하고, 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정에 적용하도록 구성된다.

[0013] 발명은 또 다른 양태에서, 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지의 방법을 특징으로 한다. 센서 모듈의 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들은 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하고, 여기서, 센서 모듈은 전력 분배 포인트에 근접하게 위치된다. 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전류 측정을 생성한다. 비교정된 전류 측정은 자기장 센서에 의해 감지된 자기장으로부터 유도된다. 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정한다. 제 2 프로세서는 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 이용하여 전달 함수를 유도한다. 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전류 측정 및 전력 분배 포인트에 의해 반송된 전압에 적용한다.

[0014] 발명은 또 다른 양태에서, 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 시스템을 특징으로 한다. 시스템은 전력 분배 포인트에 근접하게 위치된 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들을 갖는 센서 모듈을 갖는 센서 모듈을 포함한다. 자기장 센서들은 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하도록 구성된다. 시스템은 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서를 더 포함하고, 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전류 측정을 생성하도록 구성된다. 비교정된 전류 측정은 자기장 센서에 의해 감지된 자기장으로부터 유도된다. 시스템은 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서를 더 포함한다. 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하고; 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 이용하여 전달 함수를 유도하고; 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전류 측정 및 전력 분배 포인트에 의해 반송된 전압에 적용하도록 구성된다.

[0015] 상기 양태들 중의 임의의 것은 다음의 특징들 중의 하나 또는 그 초과하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전력 분배 포인트는 전기적 차단기 박스이다. 일부 실시예들에서, 센서 모듈은 전기적 차단기 박스의 외부에 고착된다. 일부 실시예들에서, 전압 센서는 전력 분배 포인트에 전기적으로 접속된 전력 공급 장치에 결합된다. 일부 실시예들에서, 전력 분배 포인트에 결합된 교정기 회로(calibrator circuit)는 전력 분배 포인트를 통해 알려진 전력 부하를 인출하도록 활성화된다. 일부 실시예들에서, 교정기 회로는 저항이다.

[0016] 일부 실시예들에서, 전달 함수를 유도하는 것은 각각이 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정과 연관된 일련의 계수들을 유도하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 일련의 계수들을 유도하는 것은 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정에 기초하여 자기장 센서들의 각각에 대한 준-전력(quasi-power)을 결정하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 준-전력을 결정하는 것은 자기장 센서에 의해 측정된 전류 (I)를 결정하기 위하여 각각의 자기장 센서에 대하여 시간에서 비교정된 전력 측정을 적분하는 것; 전류를 전압 센서로부터의 전압에 의해 승산하는 것(IㆍV); 및 하나의 사이클에 대하여 IㆍV를 적분하는 것을 포함한다.

[0017] 일부 실시예들에서, 제 2 프로세서는 센서 모듈에 결합된 서버 컴퓨팅 디바이스에서 위치된다. 일부 실시예들에서, 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 서버 컴퓨팅 디바이스로 송신한다. 일부 실시예들에서, 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정은 서버 컴퓨팅 디바이스로 송신된다.

[0018] 일부 실시예들에서, 자기장 센서들은 센서 모듈의 하우징 내에서 미리 결정된 기하학적 구성으로 배열된다. 일부 실시예들에서, 자기장 센서들은 서로에 대한 상이한 배향들로 배열된다.

[0019] 일부 실시예들에서, 서버 컴퓨팅 디바이스는 미리 정의된 지리적 영역에 걸쳐 분배된 복수의 전력 분배 포인트들의 각각에 대한 교정된 전력 측정들의 세트를 수집하고, 교정된 전력 측정들의 적어도 복수의 세트들에 걸쳐 공통적인 하나 또는 그 초과하는 전력 기호(power signature)들을 결정하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과하는 전력 기호들은 복수의 전력 분배 포인트들에 결합되는 전력 생성 시스템에서의 장비의 고장에 대응한다.

[0020] 발명은 또 다른 양태에서, 전력 분배 포인트에 결합된 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법을 특징으로 한다. 센서 모듈의 복수의 자기장 센서들은 전력 분배 포인트에 결합된 복수의 브랜치 회로들의 각각에 의해 방출된 자기장을 감지하고, 여기서, 센서 모듈은 전력 분배 포인트에 근접하게 위치된다. 센서 모듈에 결합된 프로세서는 복수의 브랜치 회로들 중의 적어도 하나와 연관된 전력에서의 복수의 변화들의 각각에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정한다. 프로세서는 전력에서의 각각의 변화에 대한 자기장 센서들의 응답들을 다차원 공간에서의 포인트 상에서 위치시키고, 여기서, 다차원 공간의 각각의 차원은 자기장 센서에 대응한다. 프로세서는 다차원 공간에서의 포인트들의 클러스터(cluster)들을 식별하고, 각각의 클러스터는 상이한 브랜치 회로를 나타내고 상이한 벡터 방향을 가진다.

[0021] 발명은 또 다른 양태에서, 전력 분배 포인트에 결합된 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템을 특징으로 한다. 시스템은 전력 분배 포인트에 근접하게 위치되고, 전력 분배 포인트에 결합된 복수의 브랜치 회로들의 각각에 의해 방출된 자기장을 감지하도록 구성된 복수의 자기장 센서들을 가지는 센서 모듈을 포함한다. 시스템은 센서 모듈에 결합된 프로세서를 더 포함하고, 프로세서는 복수의 브랜치 회로들 중의 적어도 하나와 연관된 전력에서의 복수의 변화들의 각각에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하도록 구성된다. 프로세서는 전력에서의 각각의 변화에 대한 자기장 센서들의 응답들을 다차원 공간에서의 포인트 상에서 위치시키도록 추가로 구성되고, 여기서, 다차원 공간의 각각의 차원은 자기장 센서에 대응한다. 프로세서는 다차원 공간에서의 포인트들의 클러스터들을 식별하도록 추가로 구성되고, 각각의 클러스터는 상이한 브랜치 회로를 나타내고 상이한 벡터 방향을 가진다.

[0022] 발명의 다른 양태들 및 장점들은 오직 예로서 발명의 원리들을 예시하는, 동반된 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

[0023] 위에서 설명된 발명의 장점들은 추가의 장점들과 함께, 동반된 도면들과 함께 취해진 다음의 설명을 참조함으로써 더 양호하게 이해될 수도 있다. 도면들은 반드시 일정한 비율인 것은 아니며, 그 대신에, 발명의 원리들을 예시하는 것에 일반적으로 중점을 둔다.
[0024] 도 1a는 전기적 차단기 박스의 도면이다.
[0025] 도 1b는 다양한 전력 분배 포인트들에 관련하여 위치되어야 할 센서 모듈에 대한 예시적인 로케이션들을 도시하는 전력 분배 시스템의 도면이다.
[0026] 도 2는 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정들을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 시스템의 블록도이다.
[0027] 도 3은 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정들을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 방법의 흐름도이다.
[0028] 도 4는 순간 전력, 전류(dI/dt 적분됨), 및 전압에 대한 파형들을 도시하는 그래프의 도면이다.
[0029] 도 5는 전력 분배 포인트의 서비스 진입 케이블에 근접하게 위치된 3 개의 자기장 센서들을 갖는 센서 모듈의 도면이다.
[0030] 도 6은 자기장 센서들에 의해 감지된 전력 변화들과 전압 변화들 사이의 선형 관계의 예시적인 도표이다.
[0031] 도 7a 내지 도 7c는 서로에 대해(예컨대, A 대 B, B 대 C, A 대 C) 도표화된 바와 같은, 자기장 센서들 A, B, 및 C의 각각에 의해 검출된 자기장 변화들의 예시적인 도표들이다.
[0032] 도 8은 전력 분배 포인트 상에서 dI/dt를 측정하는 것과 연관된 상이한 파형들의 도면이다.
[0033] 도 9는 작동하는 상이한 타입들의 기기들에 의한 3 개의 상이한 시간들에서의 전압을 도시하는 파형들의 도면이다.
[0034] 도 10은 전력 분배 포인트에 결합된 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법의 흐름도이다.
[0035] 도 11은 클러스터들 및 벡터 방향들을 포함하는, 자기장 센서들에 의해 감지된 전력 변화들과 전압 변화들 사이의 선형 관계의 예시적인 도표이다.
[0036] 도 12는 변화 검출을 생성하기 위하여 전력 출력의 파형이 어떻게 분석되는지를 도시하기 위한 그래프들의 도면이다.
[0037] 도 13 및 도 14는 예시적인 보고용 대시보드 사용자 인터페이스(dashboard user interface)의 스크린샷들의 도면들이다.
[0038] 도 15는 주택에서의 로케이션을 회로에 맵핑하기 위한 예시적인 사용자 인터페이스의 스크린샷의 도면이다.
[0039] 도 16은 어떤 브랜치 회로들 상의 디바이스들에 대한 전력 사용량을 도시하는 예시적인 도트 그래프(dot graph)의 도면이다.

[0040] 도 2는 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 시스템(200)의 블록도이다. 시스템(200)은 서비스 진입 케이블로부터 수신된 전력을, 예컨대, 누군가 주거용 환경, 또는 다른 건물 또는 설비에서 발견할 것과 같은 기기들 및 아웃렛(outlet)들에 전력을 공급하는 브랜치 회로들(205)로 전달하는 전력 분배 포인트(204)(예컨대, 전기적 차단기 박스)에 진입하는 서비스 진입 케이블(202)을 포함한다.

[0041] 시스템(200)은 전력 분배 포인트(204)에 근접하게 위치된 센서 모듈(206)을 더 포함한다. 도 2에서 도시된 예에서, 센서 모듈(206)은 전력 분배 포인트(204)의 외부에 고착된다. 그러나, 위에서 기재된 바와 같이, 일부 실시예들에서의 센서 모듈은 서비스 진입 케이블(202) 상에 또는 그 근처에서, 또는 전력 분배 포인트(204) 근처의 벽 상에서와 같이, 전력 분배 포인트(204)에 근접한 다양한 로케이션들에서 위치된다는 것이 인식되어야 한다.

[0042] 센서 모듈(206)은 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들을 포함한다. 예시적인 자기장 센서들은 홀 효과(Hall Effect) 센서들, 자기 저항성 센서들, 또는 자기적 코일 픽업(magnetic coil pickup)들을 포함하지만, 이것으로 제한되지는 않는다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 센서 모듈은 전력 분배 포인트(204)에 접속하는 서비스 진입 케이블(202)의 배선들, 및 브랜치 회로들(205)을 포함하는 배선들로부터 방출된 자기장들을 감지하는 3 개의 센서들(즉, 센서 모듈(206) 내의 회색 원들)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 센서들은 전력 분배 포인트(204) 주위의 상이한 거리들 및/또는 각도들로부터 자기장들을 검출하기 위하여 센서 모듈 내에서 배향된다. 예를 들어, 하나의 센서 또는 센서들의 그룹은, 센서(들)의 각각의 면들이 서비스 진입 케이블(202)/전력 분배 포인트(204)/브랜치 회로들(205)에 대해 90-도 각도로 배향되는 것이 아니라, 그 대신에, 상이한 각도(들)로 배향되도록, 센서 모듈(206) 내에서 위치될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 센서 모듈(206)은 이하에서 설명되는 바와 같이, 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 생성할 수 있는 프로세서를 포함한다. 위에서 참조된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 센서 모듈(206)은 단일 센서를 포함하고, 다른 실시예들에서는, 센서 모듈(206)이 복수의 센서들을 포함한다는 것이 인식되어야 한다.

[0043] 도 2에서 도시된 바와 같이, 센서 모듈(206)은 센서 모듈(206)을 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)에 접속하는 케이블(예컨대, 네트워크 케이블)에 결합된다. 그러나, 도 2에서 도시된 엘리먼트(element)들의 다른 구성들은 발명의 범위로부터 이탈하지 않으면서 구현될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 도 2는 별도의 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)에 통신가능하게 결합되는 단일 센서 모듈을 도시하지만, 센서 모듈(206) 및 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 동일한 물리적 하우징 내에서 위치될 수 있음으로써, 단일 디바이스를 포함한다는 것이 인식되어야 한다. 또 다른 예에서, 센서 모듈(206) 및 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 개개의 디바이스들(206, 208)이 본원에서 설명된 바와 같이 통신하는 것을 가능하게 하는 무선 네트워킹 회로부(예컨대, WiFi 안테나)를 구비할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 모듈(206)은 ST Micro에 의한 STM32F205 ARM Cortex MS 프로세서와, 단일 디바이스에서 12-비트 A/D 및 무선 통신들을 제공하는, 통신들을 위한 Broadcom BCM43362 WiFi 칩에 기초할 수 있다.

[0044] 예상될 수 있는 바와 같이, 전력 분배 포인트(204)로부터 전력을 수신하고 전력을 분배하는 브랜치 회로들(205)은 또한, 센서 모듈(206)에 의해 검출될 수 있는 자기장들을 방출한다. 일부 사례들에서, 브랜치 회로들(205)에 의해 방출된 자기장들은, 이 필드(field)들이 전력 분배 포인트(204) 및/또는 서비스 진입 케이블(202)에 의해 방출된 자기장들의 센서들에 의해 획득된 판독들을 변경할 수 있으므로, '잡음'으로서 고려될 수도 있다. 그러나, 각각의 브랜치 회로(205)에 의해 방출된 자기장은 또한, 센서 모듈(206)의 자기장 센서들에 의해 포착(capture)되고, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)에 의해 분석되어야 할 별도의 신호로서 고려될 수 있다. 도 2는 센서 모듈(206) 내의 3 개의 센서들을 도시하지만, 모듈은 전력 분배 포인트(204)로부터의 자기장들을 검출하고, 또한, 브랜치 회로들(205)로부터의 자기장들을 검출하기 위한 다양한 다른 수들의 센서들(예컨대, 4 개, 6 개, 10 개, 12 개)을 포함할 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 일부 실시예들에서, 센서 모듈(206)의 자기장 센서들은 서로에 관련하여 특정한 기하학적 구성으로 배열될 수 있다.

[0045] 또한, 일부 실시예들에서, 센서 모듈(206)은 또한, 전력 분배 포인트(204)의 시간-변동 전압(dV/dt)에 의해 생성된 시간-변동 전기장을 측정하도록 구성된 라디오 주파수(radio frequency; RF) 안테나를 포함할 수 있거나 이에 결합될 수도 있다. RF 안테나는 전기장의 시간-변동 컴포넌트, 및 이 때문에, 전력 분배 포인트(204) 상의 전압의 시간-변동 컴포넌트를 감지하므로, 시스템은 유틸리티 분배 시스템으로부터 도입된 서지(surge)들, 대형 기기들이 턴 온 및 오프하는 것, 로컬 전기적 시스템에서의 전기적 단락(short)들 및/또는 스파크(spark)들, 열악한 전력 품질 등과 같은, 어떤 잠재적으로 위험한 다양한 상황들에 의해 야기될 수도 있는 매우 고속으로 변화하는 전압들을 검출할 수 있다. 시스템은 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 이 변화하는 전압들을 검출하고 전기적 시스템에서 존재하는 가능한 위험들에 대하여 최종 사용자들에게 경고하기 위한 보고들 및/또는 경보들을 생성하도록 구성될 수 있다.

[0046] 도 2와 함께 계속하면, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 센서 모듈(206)의 자기장 센서들로부터 자기장 측정 데이터를 수신하고, 일부 실시예들에서, 양자의 비교정된 전력 측정들 및 교정된 전력 측정들을 결정하기 위하여 측정 데이터를 프로세싱한다. 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 하나 또는 그 초과하는 프로세서들, 메모리, 통신 모듈(예컨대, WiFi 회로부), 교정 회로(209), 및 본원에서 설명된 데이터 수집, 교정, 및 전력 측정 프로세스들을 수행하기 위한 다른 신호 프로세싱 회로부와 같은 컴퓨팅 하드웨어를 포함한다. 하나의 실시예에서, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 센서 모듈(206)로부터 수신된 데이터를 수신하고 프로세싱하기 위한 2 개의 프로세서들을 포함하고; 이하에서 설명되는 바와 같이, 프로세서들 중의 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 생성하도록 구성되고, 프로세서들 중의 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트들에 대한 교정된 전력 측정을 생성하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 이 단락에서 설명된 프로세싱은 센서 모듈(206) 또는 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208) 중의 어느 하나에서 위치된 단일 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제 1 프로세서 및 제 2 프로세서는 센서 모듈(206), 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208), 및/또는 서버 컴퓨팅 디바이스(214)와 같은, 본원에서 설명된 디바이스들 중의 임의의 것에서 위치될 수 있다.

[0047] 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 또한, 120 VAC 플러그(210)(일부 실시예들에서, 플러그는 220 V일 수 있음)를 통해 리셉터클(예컨대, 전력 아웃렛)에 접속되는 전력 공급 장치(211)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 디바이스(208)는 ST Micro에 의한 STM32F205 ARM Cortex MS 프로세서와, 단일 디바이스에서 12-비트 A/D 및 무선 통신들을 제공하는, 통신들을 위한 Broadcom BCM43362 WiFi 칩에 기초한다. 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208), 또는 일부 경우들에는, 전력 공급 장치(211) 자체는 전력 공급 장치(211) 내의 전력 라인 상에서 직접적으로 전압을 측정할 수 있는 전압 센서(212)를 더 포함한다.

[0048] 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 디바이스(208)가 일부 실시예들에서, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)와는 상이한 로케이션에 있을 수도 있는 서버 컴퓨팅 디바이스(214)와 통신하는 것을 가능하게 하는 통신 네트워크(213)에 추가로 결합된다. 예를 들어, 디바이스(208)는 전력 측정 데이터를 서버 컴퓨팅 디바이스(214)로 송신하기 위하여 인터넷을 통해(예컨대, 로컬 방식으로 설치된 라우터 또는 다른 장치로의 무선 접속을 통해) 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서버 컴퓨팅 디바이스(214)는 전력 측정 데이터를 저장할 수 있고, 전력 측정 데이터에 대한 다른 기능들 또는 서비스들을 제공할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 센서 모듈(206) 및/또는 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는, 서버 컴퓨팅 디바이스(214)가 교정된 전력 측정들을 생성할 수 있도록, 비교정된 전력 측정 데이터를 서버 컴퓨팅 디바이스(214)에 전송하는 것과 같이, 데이터를 서버 컴퓨팅 디바이스(214)로 송신할 수 있다. 또 다른 예에서, 서버 컴퓨팅 디바이스(214)는 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 사용자가 (예컨대, 브라우저 인터페이스를 통해) 그 또는 그녀의 주거지에 대한 전력 측정 데이터를 액세스하고, 시스템(200)에 의해 포착되고 프로세싱되는 전력 측정 데이터에 관련되는 보고들, 데이터 개요들, 경보들, 및 다른 타입들의 정보를 관측하는 것을 가능하게 할 수 있다.

[0049] 도 3은 도 2의 시스템(200)을 이용하여 전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 방법(300)의 흐름도이다. 센서 모듈(206)의 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들은 전력 분배 포인트(204)로부터 방출된 자기장을 감지한다(302). 위에서 언급된 바와 같이, 그리고 도 2에서 도시된 바와 같이, 센서 모듈(206)은 전력 분배 포인트(204)에 근접하게 위치된다. 각각의 자기장 센서는 센서에 의해 검출된 자기장들에 비례하는 출력 전압을 생성하고, 여기서, 자기장은 배선들의 각각을 통해 흐르는 변화하는 전류(dI/dt)에 비례한다. 위에서 언급된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 자기장 센서는 변화하는 전류가 아니라, 배선들을 통해 흐르는 전류 (I)에 비례하는 자기장을 측정하는 홀 효과 센서이다.

[0050] 전압 센서(예컨대, 전압 센서(212))는 전력 분배 포인트(204)에서 반송된 전압을 감지한다(304). 센서 모듈(206)에 결합된 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 생성한다(306). 제 1 프로세서는 개개의 센서에 의해 감지된 자기장 및 전압 센서에 의해 감지된 전압으로부터 각각의 비교정된 전력 측정을 유도한다. 예를 들어, 각각의 자기장 센서는 dI/dt에 관련된 출력을 생성하므로, 센서 디바이스(206)(또는 일부 실시예들에서, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208))의 프로세서는 측정의 시간에서의 순간 전류를 생성하기 위하여 센서로부터의 출력을 적분한다. 위에서 언급된 바와 같이, 홀 효과 센서들은 적분될 필요가 없는, I에 비례하는 자기장을 측정하는 것이 인식되어야 한다.

[0051] 하나의 예로서, 도 4는 순간 전력(472), 전류(dI/dt 적분됨)(474), 및 전압(476)에 대응하는 파형들을 도시한다. 센서 모듈(206)에 결합된 제 1 프로세서는 적분된 전류를 순간 전압에 의해 승산하고, 제 1 프로세서는 비교정된 전력 출력을 생성하기 위하여 시간 주기에 대하여 순간 전력을 적분한다. 이 시점에서, 제 1 프로세서는 예컨대, 각각의 자기장 센서가 전력 분배 포인트(204)에서의 배선들의 각각에 얼마나 근접한지에 대한 상세한 정보를 가지지 않고, 이에 따라, 정확한 전류 흐름을 결정하기 위하여 이 포인트에서 충분한 정보가 없으므로, 제 1 프로세서는 자기장 센서들의 각각에 대한 비교정된 전력 출력을 결정한다.

[0052] 인식될 수 있는 바와 같이, 센서 모듈(206)에서의 각각의 센서에 의해 감지된 자기장은 전력 분배 포인트(204)에서의 각각의 배선(예컨대, 서비스 진입 케이블(202)의 위상 1 배선(104), 위상 2 배선(106), 및 중립 배선(108), 및/또는 각각의 브랜치 회로(205))으로부터 감지된 자기장의 선형 조합이다. 간략화된 예에서, 도 5는 전력 분배 포인트(204)에서의 서비스 진입 케이블(202)의 배선들(즉, 위상 1 배선(104), 위상 2 배선(106), 및 중립 배선(108))에 근접하게 위치되는 3 개의 자기장 센서들 A, B, 및 C를 갖는 센서 모듈(206)의 도면이다. 이 구성을 예로서 이용하면, 센서 A는 센서들 B 및 C보다 배선(104)에 더 근접하므로, 배선(104)으로부터의 자기장은 센서들 B 또는 C보다 센서 A에 의해 더 강력하게 검출된다. 유사하게, 센서 B는 센서들 A 및 C보다 배선(106)에 더 근접하므로, 배선(106)으로부터의 자기장은 센서들 A 또는 C보다 센서 B에 의해 더 강력하게 검출된다.

[0053] CT 클램프들에 대하여 알려진 바와 같이, CT 클램프에 의해 획득된 측정은 CT 클램프가 부착되는 라인을 통해 흐르는 전력에 직접적으로 비례하므로, CT 클램프의 교정은 상대적으로 간단하다. 그러나, 본원에서 설명된 시스템 및 방법에서는, 대응하는 라인을 통해 흐르는 전력에 대한 센서들에 의해 검출된 신호의 비례성은 알려져 있지 않고 계산되어야 하므로, 자기장 센서들의 교정은 더 복잡하다.

[0054] 도 3으로 다시 돌아가면, 센서 모듈(206)에 결합된 제 2 프로세서(예컨대, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)에서 위치된 프로세서 및/또는 서버 컴퓨팅 디바이스(214)에서 위치된 프로세서)는 제 1 프로세서에 의해 생성된 비교정된 전력 측정을 교정하도록 진행한다. 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트(204)를 통해 인출되는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정한다(308). 하나의 예에서, 제 2 프로세서는 저항성 및/또는 리액티브(reactive) 부하들을 전력 분배 포인트(204)에 도입할 수 있는 교정 회로(예컨대, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)의 교정 회로(209))에 결합된다. 교정 회로는 예컨대, 전력 분배 포인트(204)에 접속된 브랜치 회로(205) 내로 플러그(plug)되는 별도의 교정기 디바이스를 가지는 것과 같은 다양한 구성들로 시스템(200)에 결합될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 제 2 프로세서는, 알려진 전력 부하를 추가하는 것이 전체적인 전력 측정들에 대해 가지는 영향을 결정하고, 또한, 알려진 전력 부하가 센서들의 각각에 의해 모니터링되는 배선(들)에 대해 가지는 상대적인 영향을 결정하기 위하여, 그 시간들에서 센서 모듈(206)의 자기장 센서들로부터 수신된 측정들이 평가될 수 있도록, 미리 결정된 시간들에서 교정 회로(209)를 활성화하도록(예컨대, 리드 스위치(reed switch)를 턴 온함) 프로그래밍될 수 있다.

[0055] 일부 실시예들에서, 알려진 전력 부하의 양은 전력 분배 포인트(204)에 접속하는 브랜치 회로(205)에 결합된 스마트 플러그로부터 측정들을 획득하는 것, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)의 전력 공급 장치(211)로부터 측정들을 획득하는 것, 또는 전력 분배 포인트(204)에 결합된 스마트 계측기로부터 측정들을 획득하는 것을 포함하지만, 이것으로 제한되지는 않는 다양한 방법들로 결정될 수 있다.

[0056] 전체적인 전력 부하는 또한, (예컨대, 전압 센서를 이용하여) 전압을 감지하고 전압 변화들과 연관된 전력을 추정(즉, 전력 흐름과 전압 변화들 사이의 관계를 결정)함으로써 결정될 수 있다. 도 6은 [2 위상 전력을 갖는 주택의] 위상 1 및 위상 2에 대해 관찰된 전력 변화들 대 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)의 전력 공급 장치(211)로부터 측정된 바와 같은 전압 변화들 사이의 선형 관계의 예시적인 도표이다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 라인(602)은 위상 1 상에서의 전력 흐름 사이의 선형 관계를 도시하고, 라인(604)은 위상 2에 대한 선형 관계를 도시한다. 알려진 부하로 교정된 단일 회로 상에서 보여진 바와 같은 전력 변화들과 전압 변화들 사이의 관계는 알려진 부하로 교정되지 않았거나 교정될 수 없는 회로들에 대한 전력 변화들을 유도하기 위하여 이용될 수 있다. 전압 신호는 다소 잡음성이지만, 시간에 대하여 많은 전압 대 전력 변화들을 응집하고 클러스터링함으로써, 더 정확한 관계가 결정될 수 있고, 이에 따라, 전력 분배 포인트에서의 전력 사용량의 정확도를 개선시킬 수 있다.

[0057] 도 7a 내지 도 7c는 서로에 대해(예컨대, A 대 B, B 대 C, A 대 C) 도표화된 바와 같은, 자기장 센서들 A, B, 및 C의 각각에 의해 검출된 자기장 변화들의 예시적인 도표를 각각 포함한다. 도 7a 내지 도 7c에서 도시된 바와 같이, 도표들의 각각은 도표화되는 개개의 센서들에 대응하는 x-축 및 y-축을 포함한다. 각각의 라인 상의 포인트들은 교정 회로(209)에 의해 전력 분배 포인트(204)를 통해 인출되는 알려진 전류에서의 변화의 검출을 나타낸다.

[0058] 도 7a 내지 도 7c에서 도시된 바와 같이, 도표들은 표현 및 예시의 용이함을 위하여 2 개의 자기장 센서들에 대한 2-차원 데이터를 포함한다. 그러나, 제 2 프로세서는 얼마나 많은 센서들이 센서 모듈(206)에서 구현되는지에 관계 없이, 다른 센서들의 각각에 대하여 센서들의 각각에 의해 검출된 자기장들을 도표화한다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 센서 모듈(206)이 8 개의 센서들 A 내지 H를 포함할 경우, 제 2 프로세서는 다른 센서들 B 내지 H의 각각에 대하여 센서 A에 의해 검출된 자기장들을 도표화하고, 각각의 센서에 대하여 기타 등등을 도표화하여, 데이터의 8 개의 차원들, 그리고 이에 대응하여, 자기장 변화들을 도표화하기 위한 8-차원 공간으로 귀착된다. 이와 같이, 컴퓨터 프로세싱은 진보된 컴퓨터 프로세싱 알고리즘들 및 기법들 없이 행해질 수 없는 이 고-차원 데이터를 생성하도록 요구된다.

[0059] 브랜치 회로 배선들의 각각에 대한 측정 데이터가 다른 브랜치 회로 배선들로부터 변별적일 정도로 충분히 상이한 것이 거의 확실하므로, 높은 차원성을 갖는 데이터 세트를 이용하는 것은 제 2 프로세서가 전력 분배 포인트(204)의 개개의 배선들(예컨대, 서비스 진입 케이블(202)의 배선들, 브랜치 회로들(205)의 배선들)의 각각에서의 변량(variance)들을 포착하고 이해하는 것을 가능하게 한다. 이와 같이, 제 2 프로세서는 잡음이 있더라도 떨어져 있는 배선들의 각각에 알리기 위한 능력을 가지고, 각각의 특정 브랜치 회로에 대한 전력 프로파일에서의 미묘한 변화들을 검출할 수 있고, 이것은 명세서에서 더 이후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 몇몇 유용한 장점들을 제공한다.

[0060] 도 3으로 다시 돌아가면, 제 2 프로세서는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 이용하여 전달 함수를 유도하고(310), 그 다음으로, 전력 분배 포인트(204)에 대한 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정에 적용한다(312). 이전에 언급된 바와 같이, 본원에서 설명된 방법들 및 시스템들의 중요한 특징은 센서 모듈(206)의 각각의 자기장 센서로부터 획득된 비교정된 전력 측정들을 이용하여 전력 분배 포인트(204)에 대한 교정된 전력 측정을 생성하기 위한 것이다. 일반적으로, 전력 분배 포인트(204)를 통해 흐르는 전체적인 전력 P는 다음의 수학식에 의해 나타내어질 수 있다:

[0061] 여기서:

Pn = 센서 n의 출력;

C_i = 계수.

[0062] 각각의 자기장 센서 출력과 연관된 계수들은 3 개의 인자들에 의해 영향받는다:

[0063] 1) 배선들에 대한 센서의 기하구조, 1/r, 여기서, r은 센서로부터 감지되고 있는 배선까지의 거리임;

[0064] 2) 회로에 의해 형성된 자기적 루프의 크기; 및

[0065] 3) -1 내지 1의 범위 내에 속하는 센서의 배향.

[0066] 모든 3 개의 값들, 1/r, 루프의 크기, 및 센서의 배향은 변화하지 않는 정적 값들이다.

[0067] 계수들이 어떤 것인지를 결정하기 위하여, 제 2 프로세서는 다음의 단계들을 수행한다:

[0068] 1) n 개의 배선들로부터의 자기장들을 각각 검출하는 각각의 자기장 센서(예컨대, A 내지 L)에 대한 "준-전력"(Q)은 다음의 수학식에 의해 나타내어질 수 있다:

[0069] 2) 상기 수학식들의 각각은 센서 A에 대한 다음의 예에서 도시된 바와 같이 시간에 대하여 연속적으로 적분된다:

[0070] I(t)가 전류를 나타내는 다음의 수학식으로 귀착되도록 위하여:

[0071] 3) 그 다음으로, 수학식의 양쪽들은 순간 준-전력을 결정하기 위하여 전압 V(t)에 의해 승산된다:

[0072] 4) 그 다음으로, 수학식은 센서에 의해 검출된 평균 준-전력(P)를 결정하기 위하여 하나 또는 그 초과하는 60 Hz 전력 사이클들에 대하여 적분된다:

또는

[0073] 상기 수학식은 각각의 자기장 센서에서의 준-전력을 각각의 회로에서의 전력 흐름의 함수로서 계산한다. 알려진 교정 부하(들)에 대한 센서들의 응답을 갖는 행렬 C(C_1A 내지 C_nL)를 반전시키는 것은 각각의 회로에서의 전력 흐름의 수학식을 각각의 센서에서의 준-전력의 함수로서 제공한다. 최종적인 교정된 전력은 각각의 회로에서의 전력 흐름의 부호를 갖는 합이다.

[0074] 인식될 수 있는 바와 같이, CT 클램프들이 그것들이 부착되는 배선 상에서 직접적으로 전류를 측정하므로, CT 클램프들을 사용하는 전력 측정 시스템들은 상기 계산들 중의 임의의 것을 수행하지 않는다. 그 결과, 그 시스템들은 위에서 개략적으로 설명된 바와 같이 교정 계수들을 계산할 필요가 없다.

[0075] 일부 실시예들에서, 교정 회로(209)는 전력 분배 포인트(204)를 통해 작은 알려진 부하를 인출하도록 구성될 수 있다. 하나의 예에서, 교정 회로(209)는 다양한 수들의 60 Hz 전력 사이클들에 대한 전류를 인출하는 저항이다. 또한, 일부 실시예들에서, 제 2 프로세서는 교정된 전력 측정을 결정하기 위하여 정합된 필드 프로세싱(matched field processing)을 이용한다. 예를 들어, 교정 회로(209)는 1-초 간격으로 매 분에 전력 분배 포인트(204)를 통해 알려진 부하를 인출하도록 구성될 수 있다. 제 2 프로세서는 알려진 부하가 전력 분배 포인트(204)를 통해 인출되는 시간을 이해하도록 구성되므로, 제 2 프로세서는 전력 분배 포인트(204)에 대한 교정된 전력 측정을 결정하기 위하여 각각의 초(second)에 함께 취해진 개별적인 측정들을 추가한다. 또 다른 예에서, 교정 회로(209)는 전압의 특정 사이클 상에서의 작은 알려진 부하를 인출할 수 있다. 인출된 전력은 특정 전압 사이클에서 발생하고 있으므로, 제 2 프로세서는 교정 회로(209)가 제 2 프로세서에 의한 전압 측정의 위상에 관련하여 어느 위상 상에서 위치되는지를 알고 있다.

[0076] 일부 경우들에는, 센서 모듈(206)이 모니터링되고 있는 배선들의 수보다 더 적은 자기장 센서들을 포함함으로써 전력 분배 포인트(204)에 대하여 '과소결정(underdetermine)'될 수 있다. 그러나, 본원에서 설명된 시스템들 및 방법들은 전력 분배 포인트(204)가 센서 모듈(206)이 센서들을 가지는 것보다, 전력을 인출하는 더 많은 배선들을 가지더라도, 배선들의 전부에 대한 교정된 전력 측정 데이터를 생성하도록 적응될 수 있다. 이 예에서, 제 2 프로세서는 위에서 설명된 연속적인 계산들을 수행하기 위하여 현재 사용되고 있지 않은 보조 메모리 로케이션에서 알려진 배선(예컨대, 브랜치 회로)에 대한 데이터(예컨대, 측정들 및 계수들)를 저장할 수 있다. 그 다음으로, 제 2 프로세서는 새롭게 턴 온 된 브랜치 회로를 포함하는 나머지 브랜치 회로들에 대한 전력 측정 데이터를 재교정한다. 예를 들어, 브랜치 회로들 1 내지 7이 이용 중이고, 그 다음으로, 브랜치 8이 턴 온 될 경우, 제 2 프로세서는 보조 메모리에서 브랜치 회로 1에 대한 데이터를 저장하고, (위에서 설명된 바와 같이) 브랜치 회로들 2 내지 8에 대한 전력 측정 데이터를 재교정한다. 변화가 추후에 브랜치 회로 1 상에서 발생할 경우, 제 2 프로세서는 변화와 연관된 와트(watt)들의 수를 결정할 수 있고, 그 값을 현재 모니터링되고 있는 브랜치 회로들 2 내지 8에 걸친 전력 측정에 추가할 수 있다.

[0077] 위에서 제공된 바와 같이, 시스템(200)의 RF 안테나는 시스템(200)의 시간-변동 전압에 의해 생성된 시간-변동 전기장을 측정하고, 이에 따라, 다양한 상황들에 의해 야기될 수도 있는 매우 고속으로 변화하는 전압들을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서의 파형들은 작동하는 상이한 타입들의 기기들에 의한 3 개의 상이한 시간들에서의 dI/dt 출력 전압을 도시한다. 파형들(852 및 853)은 전력의 오직 작은 양으로 작동하는 소형 기기들에 대응한다. 그 시간에 작동하는 디바이스들을 식별하기 위한 이 파형들의 고유성(uniqueness)을 지시하는 파형들에서의 차이들이 있다는 것에 주목한다. 파형(854)은 대조적으로, 작동하는 공기 조절 유닛에 대응한다. 관련된 기기들의 고유한 기호들에 대응하는 각각의 dI/dt 그래프의 높은 레벨의 세부사항 및 변화의 다양한 레이트들에 주목한다. 측정들은 그것들이 상당한 손상 또는 위협(즉, 해결되지 않고 남겨질 경우, 주택 화재를 시작할 수 있는 스파크)을 야기시키기 전에 문제들 또는 위험한 조건들을 식별하기 위하여 추적될 수 있고 응집될 수 있다. 이 세부사항들 및 (상당히 작을 수도 있는) 변화의 레이트들을 검출하기 위하여, (예컨대, 센서 모듈(206)에서 내장된) 제 1 프로세서는 높은 레이트(예컨대, 100 MHz)에서 데이터를 샘플링하도록 구성될 수 있다.

[0078] 도 9는 전력 분배 포인트(204) 상에서 전압을 측정하는 것과 연관된 상이한 파형들의 도면이고, 여기서, 파형(902)은 (예컨대, 저항 분할 회로를 통해 120 볼트 전력 라인으로부터 직접적으로 판독하는 것에 의한) 직접적으로 라인 상의 전압의 측정을 나타내고, 파형들(904 및 906)은 시스템(200)의 RF 안테나에 의한 시간-변동 전압의 측정들을 나타낸다. 도 9에서 도시된 바와 같이, 파형(902)은 매끄럽고 연속적이어서, 전압에서의 매우 고속 및/또는 매우 작은 변화들이 용이하게 가시적이지 않다. 대조적으로, 시간-변동 전압(dV/dt)을 측정하는 RF 안테나에 의해 포착되는 파형들(904, 906)은 전압에서의 매우 고속 및/또는 매우 작은 변화들을 나타내는 변량들(즉, 들쭉날쭉한 라인들, 피크들, 방향에서의 변화들)을 포함한다. 이 변량들 중의 임의의 것은 위에서 설명된 바와 같이, 전기적 시스템에서의 잠재적인 위험한 조건들을 나타낼 수 있다. 시스템(200)이 이 변량들을 검출할 수 있으므로, 측정들은 그것들이 상당한 손상 또는 위협(즉, 해결되지 않고 남겨질 경우, 주택 화재를 시작할 수 있는 스파크)을 야기시키기 전에 문제들 또는 위험한 조건들을 식별하기 위하여 추적될 수 있고 응집될 수 있다.

[0079] 본원에서 설명된 시스템들 및 방법들에 의해 제공된 또 다른 중요한 장점은 전력 분배 포인트(204)에 결합된 개별적인 브랜치 회로들(205)을 식별하고, 어떤 브랜치 회로들에 결합되는 특정 디바이스들(예컨대, 기기들, 조명 고착부들 등)의 식별을 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들 상에서의 전력 활동을 모니터링하기 위한 능력이다. 예를 들어, 주택 내의 기기들은 상이한 저항성 및 리액티브 부하들(유도성 또는 용량성)을 가질 수도 있다. 또한, 스위칭 전력 공급 장치들을 갖는 것들과 같은 많은 기기들은 전압 사이클의 상부에서 전류를 풀(pull)하도록 설계된다. 그러므로, (위에서 설명된 시스템들 및 방법들에 의해 결정된) 전력 분배 포인트(204)의 전력 출력은 공급된 전압과, 턴 온 및 오프하는 기기들을 표시하는 전기적 시스템으로 전달된 전류 사이의 위상 시프트(phase shift)들을 이해하기 위하여 추가로 분석될 수 있다.

[0080] 도 10은 도 2의 시스템(200)을 이용하여, 전력 분배 포인트에 결합된 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법의 흐름도이다. 센서 모듈(206)의 자기장 센서들은 복수의 브랜치 회로들(예컨대, 브랜치 회로들(205))의 각각에 의해 방출된 자기장을 감지한다(1002). (예컨대, 센서 모듈(206), 데이터 측정 및 프로세싱 모듈(208), 및/또는 서버 컴퓨팅 디바이스(214)에서 내장된) 프로세서는 복수의 브랜치 회로들(205) 중의 적어도 하나와 연관된 전력에서의 복수의 변화들의 각각에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정한다(1004). 예를 들어, 어떤 브랜치 회로(205)에 결합되는 기기들과 같은 디바이스들이 상태를 변화시킬 때(즉, 디바이스들이 턴 온/오프 함), 브랜치 회로(205)를 경유하여 전력 분배 포인트(204)를 통해 인출되는 전력에서의 대응하는 변화들은 자기장 센서들에 의해 감지된다. 프로세서는 센서들의 각각으로부터 이 전력 변화들과 연관된 데이터를 수신한다.

[0081] 프로세서는 전력에서의 각각의 변화에 대한 자기장 센서들의 응답들을 다차원 공간에서의 포인트 상에서 위치시키고(1006), 다차원 공간에서의 포인트들의 클러스터들을 식별한다(1008). 위에서 기재된 바와 같이, 센서 모듈(206)이 8 개의 센서들 A 내지 H를 포함할 경우, 프로세서는 다른 센서들 B 내지 H의 각각에 대하여 센서 A에 의해 검출된 자기장들을 도표화하고, 각각의 센서에 대하여 기타 등등을 도표화하여, 데이터의 8 개의 차원들로 귀착된다. 그러므로, 다차원 공간에서의 각각의 차원은 어떤 자기장 센서에 대응한다. 제 2 자기장 센서에 의해 검출된 변화들에 관련하여 하나의 자기장 센서에 의해 검출된 전력 변화들 사이의 일반적으로 선형 관계로 인해, 자기장 센서들의 상호관련된 응답들은 다차원 공간 내의 벡터 방향을 따라 선형 클러스터들에서 배열된다. 예를 들어, 도 11에서 도시된 바와 같이, 포인트들은 3 개의 별개의 벡터 방향들(1102, 1104, 1106)을 따라 클러스터링된다. 그 다음으로, 프로세서는 이 클러스터들을 각각이 상이한 브랜치 회로를 나타내는 것으로서 식별한다. 관계가 비-선형이더라도, 별도의 회로들이 다차원 공간에서 별도의 클러스터들을 형성할 가능성이 여전히 있다는 것이 인식되어야 한다.

[0082] 위에서 언급된 바와 같이, 배선들의 각각에 대한 측정 데이터가 다른 배선들로부터 변별적일 정도로 충분히 상이한 것이 거의 확실하므로, 높은 차원성을 갖는 데이터 세트를 이용하는 것은 전력 분배 포인트(204)의 개개의 배선들의 각각 상에서의 전력 변량들에 대한 관측을 가능하게 한다. 이와 같이, 제 2 프로세서는 잡음이 있더라도 떨어져 있는 배선들의 각각에 알리기 위한 능력을 가지고, 각각의 특정 브랜치 회로에 대한 전력 프로파일에서의 미묘한 변화들을 검출할 수 있다.

[0083] 또한, 프로세서는 전력에서의 각각의 변화와 연관된 진폭을 결정할 수 있고, 단일 브랜치 회로와 연관되며 유사한 진폭을 가지는 다차원 공간에서의 하나 또는 그 초과하는 포인트들을 그룹화할 수 있다. 예를 들어, 특정 브랜치 회로(205)에 결합되는 디바이스는 디바이스가 턴 온 될 때마다 브랜치 회로를 경유하여 전력 분배 포인트(204)를 통해 동일한 전력의 양을 인출한다. 단일 디바이스로부터의 전력에서의 이 변화는 일반적으로 동일한 진폭을 가진다는 것이 가정될 수 있다. 그러므로, 프로세서는 전력에서의 변화가 다차원 공간에서의 동일한 로케이션에서 있거나 이와 근접한 자기장 센서들의 응답들과 연관된 포인트들을 도표화한다. 그 다음으로, 프로세서는 다차원 공간에서 서로에 근접한 특정 클러스터에서의 포인트들의 그룹(즉, 이것에 의하여, 특정 브랜치 회로와 연관됨)이 그 브랜치 회로 상의 동일한 디바이스에 대응하는 것으로 결정할 수 있다. 그 다음으로, 프로세서는 포인트들의 그룹 및 진폭에 기초하여 브랜치 회로에 결합된 디바이스의 상태 변화를 식별한다. 특정한 전력 분배 시스템(예컨대, 주택에서의 전기적 차단기 박스)의 브랜치 회로들에 접속되는 모든 디바이스들은 그것들이 접속되는 브랜치 회로의 식별에 의해 먼저 분리되므로, 이 프로세싱 기법들은 디바이스 전력 분해의 맥락에서 상당한 장점을 제공한다. 그 결과, 시스템은 이 분리로 인해 디바이스들 및 전력 사용량을 식별하고 추적하기 위한 더 효율적이고 더 간단한 방법을 제공한다. CT 클램프들과 같은 현존하는 기술은 그것들이 브랜치 회로에 의한 디바이스들의 분리를 달성할 수 없으므로 결함이 있다.

[0084] 도 12는 각각의 스파이크가 기기 또는 다른 전기적 디바이스가 턴 온 또는 오프 되는 것을 나타내는 변화 검출을 생성하기 위하여, 전력 출력의 파형이 어떻게 분석될 수 있는지를 도시하는 몇몇 그래프들의 도면이다. 도 12에서 도시된 바와 같이, 상부 파형(1202)은 센서 모듈(206) 및 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)에 의해 취해지고 프로세싱된 전력 측정들에 의해 결정된 바와 같이, 특정한 시간의 주기에 대한 전력 분배 포인트(204)의 전력 출력을 나타낸다. 현재, 변화 검출 기법들은 디바이스들이 언제 턴 온 및 오프 되고 있는지를 결정하는 것을 시도하기 위하여 전력 레벨에서의 간단한 갑작스러운 변화들을 찾고 있다. 그래프(1204)에서 알 수 있는 바와 같이, 이것은 매우 잡음성 환경을 초래하고, 특정 기기들을 격리하는 것을 어렵게 한다. 전류와 전압 사이의 실시간 위상 차이들을 연산함으로써, 시스템(200)은 공급된 전압 및 전달된 전류가 시간에 대하여 변화할 때에 발생하는 위상 시프트들을 도시하는 위상 표면 그래프(1206)를 유도할 수 있다. 도 12에서 나타내어진 바와 같이, 그래프(1204)에서 도시된 스파이크들은 일반적으로, 그래프(1206)에서 발생하는 위상 시프트들(화살표들(1210) 참조)과 정렬된다. 마지막으로, 디바이스(208)는 위상 표면 그래프를 변화 검출 스캔(1208)으로 변환할 수 있고, 여기서, 스파이크들은 위상 시프트들(화살표들(1212) 참조)에 대응하고 예컨대, 기기가 턴 온 또는 오프하는 것을 나타낸다. 그 결과, 이 기법을 이용하면, 시스템(200)은 기기들의 전력 사용량을 이해하고 임의의 잠재적인 쟁점들을 식별하기 위하여, 전력에서의 상당한 변화들이 발생할 때에 시간에서의 특정 포인트들을 더 용이하게 격리할 수 있고 그것들을 용이하게 이해가능한 방법으로 나타낼 수 있다.

[0085] 또한, 위에서 기재된 바와 같이, 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)는 전기적 패널(204), 센서 모듈(206), 및 디바이스(208)가 설치되는 주택 또는 사업장으로부터 원격으로 위치될 수도 있는 서버 컴퓨팅 디바이스(214)와 통신하기 위하여, 네트워크(212)에 결합될 수 있다. 서버 컴퓨팅 디바이스(214)는 (예컨대, 서버(214)에 결합된 데이터베이스에서의) 저장 및 추가의 프로세싱(예컨대, 회로들의 교정)을 위하여, 그리고 보고 및 경보 기능들과 같은 관련된 서비스들을 제공하기 위하여, 디바이스(208)로부터 전력 측정 데이터를 수신할 수 있다. 하나의 예에서, 주택 소유자는 그 또는 그녀의 주택에 대한 전력 측정 데이터를 검토하고 에너지 사용량 보고들, 안전 경보들, 통지들, 및 스케줄들과 같은 관련된 정보를 수신하기 위하여 서버 컴퓨팅 디바이스(예컨대, 인터넷 브라우저를 이용하는 PC 또는 이동 전화)를 액세스할 수 있다. 서버 컴퓨팅 디바이스(214)는 전력 측정 데이터 및 관련된 정보를 실시간으로 제공하도록 구성될 수 있어서, 주택 소유자는 주택에서의 전력 사용량의 최신이고 정확한 그림을 가진다. 일부 실시예들에서, 사용자는 특정한 기기들 또는 디바이스들이 언제 온 및/또는 오프인지를 시스템(200)에 특정할 수 있고, 시스템(200)은 기기들과 연관된 특정 전압/전류/전력 소비 기호들을 검출하기 위하여, 이 사용자-제공된 정보를 센서 모듈(206)에 의해 수집되고 디바이스(208)에 의해 프로세싱된 데이터에 상관시킬 수 있고, 그 다음으로, 전력 측정 데이터의 미래의 분석들 동안에 동일한 기기들을 식별하기 위하여 그 기호들을 이용할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스는 시스템(200)에 미리 인식되지 않거나 알려지지 않을 수도 있는 어떤 디바이스들 또는 기기들에 대한 기호들을 검출할 수 있고, 보고 기능을 통해 그것들을 사용자에게 디스플레이할 수 있다.

[0086] 도 13은 시스템(200)의 서버 컴퓨팅 디바이스(214)에 의해 제공된 예시적인 보고용 대시보드 사용자 인터페이스의 스크린샷들의 도면이다. 도 13에서 도시된 바와 같이, 대시보드 사용자 인터페이스는 센서 모듈(206) 및 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)에 의해 수행되는 전력 측정과 연관된 다양한 보고들 및 도표화들을 포함한다. 예를 들어, 대시보드는 주택에서의 어떤 기기들 또는 전력 소비 디바이스들(HVAC, 냉장고, 부엌 조명들 등)의 활성화 및 비활성화와, 에너지 사용량에 대한 대응하는 영향을 도시하는 그래프(1304)를 포함하는, 현재의 에너지 사용량(1302)에 대한 보고를 포함할 수 있다. 현재의 에너지 사용량(1302) 보고는 또한, 이용되고 있는 에너지를 제공하기 위한 시간 당 대응하는 비용과 함께, 지금 당장 가장 많은 에너지를 이용하고 있는 디바이스들/기기들을 도시하는 표(1306)를 포함한다. 대시보드는 또한, 검토하기 용이한 포맷으로, 전력 사용량 및 시간 당 비용과 함께, 각각의 디바이스의 현재의 스테이터스(status)(즉, 적색 = 오프, 녹색 = 온)를 도시하는 에너지 사용량 보고(1308)를 포함할 수 있다.

[0087] 다음으로, 대시보드는 또한, 하루의 전반에 걸쳐 주택에서의 각각의 디바이스/기기의 에너지 소비를 도시하는 차트(1310)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차트(1310)에서 도시된 바와 같이, 주택에서의 주요 HVAC 시스템은 오전 7 시부터 오전 10 시까지, 다시 오후 12 시부터 오후 6 시까지, 그리고 다시 오후 8시부터 오전 12 시까지 작동하고 있었다. 또 다른 예에서, 케이블 TV 박스는 하루의 전반에 걸쳐 일정하게 전력을 소비하고 있었다. 도 13에서 도시된 사용자 인터페이스는 주택에서의 디바이스들 및 기기들의 동작뿐만 아니라, 대응하는 에너지 소비 및 시간 당 비용의 명확한 그림을 주택 소유자에게 제공한다. 또한, 대시보드에서의 사용자 인터페이스들 중의 임의의 것은 위에서 설명된 바와 같은 맵핑 데이터로 증강될 수 있어서, 대시보드는 (주택에서의 특정 회로와 연관되는) 특정 2 층 침실에서의 케이블 TV 박스가 하루의 전반에 걸쳐 일정하게 전력을 소비하고 있었다는 것을 표시할 수 있다.

[0088] 도 14는 시스템(200)의 서버 컴퓨팅 디바이스(214)에 의해 제공된 예시적인 보고용 대시보드 사용자 인터페이스의 추가적인 스크린샷들의 도면이다. 도 14에서 도시된 바와 같이, 대시보드는 어떤 시간 주기(예컨대, 오늘) 동안에 주택에서의 전체적인 에너지 사용량을 도시하는 차트(1404)를 갖는 주택 에너지 개요 보고(1402)를 포함할 수 있다. 차트(1404)는 지난 2 일들, 지난 7 일들, 지난 달, 및 작년과 같은 다른 시간 주기들에 대한 에너지 사용량을 도시하도록 구성될 수 있다. 대시보드는 또한, 위에서 상세하게 설명된 바와 같이, 전력 사용량의 시스템(200)의 검출 및 분석에 기초하여, 이 위험들 중의 하나가 주택에서 존재할 수 있는지 여부를 주택 소유자에게 도시하기 위한 스테이터스 표시자와 함께, 주택에서의 공통적인 전기적 위험들을 열거하는 안전 통지들 표(1406)를 포함할 수 있다.

[0089] 인식될 수 있는 바와 같이, 위에서 설명된 휴대용의 플러그-인 교정기는 어느 회로들이 주택에서의 특정 로케이션들에 대응하는지를 식별하기 위하여, (예컨대, 스마트폰 또는 다른 이동 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는) 이동 애플리케이션과 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 어떤 브랜치 회로 상에서 위치되는 주택에서의 특정한 룸 내의 리셉터클 내로 휴대용 교정기를 플러그할 수 있고, 교정기는 전력 분배 포인트(204)를 통해 알려진 전력 부하를 인출할 수 있다. 하나의 예에서, 센서 모듈(206)에 의해 감지되고 데이터 측정 및 프로세싱 디바이스(208)에 의해 프로세싱된 자기장 데이터는 이전에 설명된 바와 같이, 교정을 위하여 서버 컴퓨팅 디바이스(214)로 전송될 수 있다. 게다가, 이동 애플리케이션은 교정이 완료될 때에 통지를 사용자에게 제공하기 위하여, 그리고 로케이션을 교정되고 있는 회로에 맵핑하기 위하여 이용될 수 있는 주택에서의 교정기의 로케이션에 관한 정보를 사용자로부터 수신하기 위하여, 서버 컴퓨팅 디바이스(214)와 통신한다.

[0090] 도 15는 주택에서의 로케이션을 브랜치 회로에 맵핑하기 위한 예시적인 사용자 인터페이스(1500)의 스크린샷이다. 도 15에서 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스(1500)는 교정기가 접속되었던 브랜치 회로의 교정이 완료된다는 표시자(1502)(예컨대, 텍스트 및/또는 백분율 그래픽)를 포함한다. 사용자 인터페이스(1500)는 또한, 사용자가 예컨대, 교정기가 플러그 인 되는 룸의 명칭을 입력하는 것을 가능하게 하는 사용자 입력 필드(1504)를 포함한다. 이동 디바이스는 사용자 입력을, 브랜치 회로 데이터에 대한 맵핑으로 사용자 입력을 저장하는 서버 컴퓨팅 디바이스(214)로 송신한다. 일단 시스템(200)이 이 맵핑 데이터를 생성하였으면, 가정 전기적 시스템에서의 잠재적인 위험들의 추후의 통지는 로케이션 데이터를 포함할 수 있고, 이에 따라, 더 정확할 수 있고 사용자를 위하여 작동가능할 수도 있다(예컨대, 100-와트 디바이스가 부엌에서 턴 온 되었거나, 잠재적인 화재 위험이 거실 브랜치 회로 상에서 검출됨).

[0091] 도 16은 위에서 설명된 바와 같이, 도 2의 시스템(200)에 의해 수행된 측정들 및 분석에 기초하여 어떤 브랜치 회로들 상의 디바이스들에 대한 전력 사용량을 도시하는 예시적인 도트 그래프의 도면이다. 도 16에서 도시된 바와 같이, 상부(1602)에서의 그래프는 시간의 주기 동안에(좌측으로부터 우측까지) 브랜치 회로들(1604)의 각각이 접속되는 전력 분배 포인트(예컨대, 전력 차단기 박스)를 통해 흐르는 총 전력을 도시한다.

[0092] 특정한 브랜치 회로와 연관된 행(row)들의 각각은 변동되는 컬러들(예컨대, 녹색 및 적색, 밝은 회색 및 어두운 회색)인 일련의 도트들을 포함한다. 도트들의 각각은 대응하는 브랜치 회로(1604)에 결합된 디바이스가 턴 온 또는 오프 되었을 때의 시간에 있어서의 포인트에 대응한다. 예를 들어, 적색 도트는 디바이스가 턴 오프 되었다는 것을 표시하는 반면, 녹색 도트는 디바이스가 턴 온 되었을 때를 나타낸다. 도트의 크기는 디바이스의 전력의 양에 관련된다. 브랜치 회로들(1604)은 그 로케이션에 따라 (예컨대, 도 15에 대하여 위에서 설명된 바와 같이 이동 애플리케이션을 이용하여) 라벨이 붙여져서, 사용자는 디바이스들이 접속되는 특정한 건물(예컨대, 주거지)에서의 로케이션과, 브랜치 회로들 상에서 발생하는 에너지 사용량의 패턴들을 용이하게 그리고 신속하게 이해할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.

[0093] 하나의 예에서, "부엌" 브랜치 회로 상의 일련의 도트들(1606)은 커피 온도를 균등하게 유지하기 위하여 커피 메이커가 규칙적으로 턴 온 및 오프하는 것에 대응할 수도 있다. 또 다른 예에서, 일련의 도트들(1608)은 상이한 시간들에서 그리고 상이한 레이트들에서 턴 온/오프 되는 지하실에서의 HVAC 유닛에 대응할 수도 있다.

[0094] 본원에서 설명된 전력 측정 및 브랜치 회로 식별 데이터의 유익한 수집, 프로세싱, 수집, 및 제시에 기초하여, 시스템(200)은 매우 초기 단계에서 ― 실제적인 화재의 위협이 심지어 존재하기 전에, 스파크들, 고장난 기기들, 비정상적인 전력 사용량 등과 같은 잠재적인 화재 위험들을 검출할 수 있으므로, 사전-연기(pre-smoke) 검출기로서 작동한다. 시스템(200)의 진보된 검출 및 데이터 프로세싱 기법들은 시기 적절하고 중요한 정보 및 경보들을 주택 소유자에게 제공하여, 그 또는 그녀는 이러한 조건들이 주택의 전기적 시스템에서 거의 존재하자마자 위험한 조건들을 인지할 수 있고, 위험을 개선시키기 위한 즉각적인 액션을 취할 수 있다.

[0095] 본원에서 설명된 시스템 및 방법의 또 다른 유익한 양태는 외부 이벤트들(예컨대, 유틸리티 분배 시스템에서 주택으로부터 업스트림에서 발생하는 이벤트들)이 주택으로의 전력 전달에 영향을 주고 있고, 이에 따라, 유틸리티 라인 상에서의 서지 또는 트랜스포머 고장과 같은 쟁점들을 나타낼 수도 있는지 여부를 결정하기 위한 능력이다. 이 실시예에서, 시스템(200)은 동일한 유틸리티 분배 시스템에 접속하는 다수의 주택들에서 설치될 수 있다. 젼력 측정들이 각각의 주택에서의 설치된 시스템들에 의해 취해질 때, 개개의 시스템들에 의해 검출되는 외부 에너지 이벤트들은 상관될 수 있고(예컨대, 시스템들은 유사한 전류/전압 변화를 동시에 검출하고, 이것은 주택 내부의 임의의 디바이스들 또는 회로들에 직접적으로 기인하지는 않음), 유틸리티 조작자가 잠재적인 원인들을 조사하기 위하여, 통지 또는 경보가 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전류/전압 변화는 특정 장비 고장(예컨대, 트랜스포머)을 표시하는 기호를 가질 수도 있고, 기호는 전력 변화를 담당하는 장비를 정확히 찾는 것을 돕기 위하여 유틸리티 조작자에게 제공될 수 있다. 유틸리티 쟁점들을 식별하기 위하여, 시스템(200)은 높은 레이트들(예컨대, 대략 100 MHz)에서 데이터를 샘플링할 수 있고, 대응하는 데이터는 외부 이벤트들이 상관될 수 있도록, 정확하고 안정된 클록 소스를 이용하여 주택들 사이에서 동기화된다. 이벤트들은 dI/dt를 측정하는 센서들 사이에서, 또는 dV/dt를 측정하는 안테나를 통해 상관될 수 있다. 이벤트들은 또한, 고장에 대한 이유들을 진단하는 것을 돕기 위하여 날씨(온도, 바람, 비, 또는 번개) 또는 솔라 이벤트들과 같은 외부 환경적 인자들과 상관될 수도 있다.

[0096] 상기 설명된 기법들은 디지털 및/또는 아날로그 전자 회로부로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그것들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현예는 컴퓨터 프로그램 제품, 즉, 데이터 프로세싱 장치, 예컨대, 프로그래밍가능한 프로세서, 컴퓨터, 및/또는 다수의 컴퓨터들에 의한 실행을 위하여, 또는 이것의 동작을 제어하기 위하여, 머신-판독가능한 저장 디바이스에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램과 같은 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소스 코드, 컴파일링된 코드, 해독된 코드 및/또는 머신 코드를 포함하는 컴퓨터 또는 프로그래밍 언어의 임의의 형태로 기입될 수 있고, 컴퓨터 프로그램은 단독형(stand-alone) 프로그램으로서, 또는 컴퓨팅 환경에서의 이용을 위하여 적당한 서브루틴, 엘리먼트, 또는 단위 유닛으로서의 것을 포함하는 임의의 형태로 전개(deploy)될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나 또는 그 초과하는 장소들에서의 하나의 컴퓨터 상에서 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.

[0097] 방법 단계들은 입력 데이터에 대해 동작시킴으로써 및/또는 출력 데이터를 생성함으로써 기술의 기능들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 또는 그 초과하는 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 방법 단계들은 또한, 특수 목적 로직 회로부, 예컨대, 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA; field programmable gate array), 필드-프로그래밍가능한 아날로그 어레이(FPAA; field-programmable analog array), 복잡한 프로그래밍가능한 로직 디바이스(CPLD; complex programmable logic device), 프로그래밍가능한 시스템-온-칩(PSoC; Programmable System-on-Chip), 애플리케이션-특정 명령-세트 프로세서(ASIP; application-specific instruction-set processor), 또는 애플리케이션-특정 집적 회로(ASIC; application-specific integrated circuit) 등에 의해 수행될 수 있고, 장치가 이들로서 구현될 수 있다. 서브루틴들은 저장된 컴퓨터 프로그램 및/또는 프로세서의 부분들, 및/또는 하나 또는 그 초과하는 기능들을 구현하는 특수한 회로부를 지칭할 수 있다.

[0098] 컴퓨터 프로그램의 실행을 위하여 적당한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들의 양자와, 임의의 종류의 디지털 또는 아날로그 컴퓨터의 임의의 하나 또는 그 초과하는 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독-전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 양자로부터 명령들 및 데이터를 수신한다. 컴퓨터의 필수적인 엘리먼트들은 명령들을 실행하기 위한 프로세서와, 명령들 및/또는 데이터를 저장하기 위한 하나 또는 그 초과하는 메모리 디바이스들이다. 캐시(cache)와 같은 메모리 디바이스들은 데이터를 일시적으로 저장하기 위하여 이용될 수 있다. 메모리 디바이스들은 또한, 장기 데이터 저장을 위하여 이용될 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 또한, 데이터를 저장하기 위한 하나 또는 그 초과하는 대용량 저장 디바이스들, 예컨대, 자기, 자기-광학 디스크들, 또는 광학 디스크들을 포함하거나, 데이터를 저장하기 위한 하나 또는 그 초과하는 대용량 저장 디바이스들, 예컨대, 자기, 자기 광학 디스크들, 또는 광학 디스크들로부터 데이터를 수신하거나 이들로 데이터를 전달하기 위하여 동작적으로 결합되거나, 이들 양자이다. 컴퓨터는 또한, 네트워크로부터 명령들 및/또는 데이터를 수신하고 및/또는 명령들 및/또는 데이터를 네트워크로 전달하기 위하여 통신 네트워크에 동작적으로 결합될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령들 및 데이터를 구체화하기 위하여 적당한 컴퓨터-판독가능한 저장 매체들은 예로서, 반도체 메모리 디바이스들, 예컨대, DRAM, SRAM, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스들; 자기 디스크들, 예컨대, 내부 하드 디스크들 또는 분리가능 디스크들; 자기-광학 디스크들; 및 광학 디스크들, 예컨대, CD, DVD, HD-DVD, 및 블루-레이 디스크들을 포함하는, 모든 형태들의 휘발성 및 비-휘발성 메모리를 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 로직 회로부에 의해 보충될 수 있고 및/또는 특수 목적 로직 회로부 내에 편입될 수 있다.

[0099] 사용자와의 상호작용을 제공하기 위하여, 상기 설명된 기법들은 정보를 사용자 및 키보드 및 포인팅 디바이스, 예컨대, 사용자가 입력을 컴퓨터에 제공(예컨대, 사용자 인터페이스 엘리먼트와 상호작용)할 수 있게 하는 마우스, 트랙볼, 터치패드, 또는 모션 센서에 디스플레이하기 위한 디스플레이 디바이스, 예컨대, 음극선관(CRT; cathode ray tube), 플라즈마, 또는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display) 모니터와 통신하는 컴퓨터 상에서 구현될 수 있다. 다른 종류들의 디바이스들은 마찬가지로 사용자와의 상호작용을 제공하기 위하여 이용될 수 있고; 예를 들어, 사용자에게 제공된 피드백은 임의의 형태의 센서류 피드백, 예컨대, 시각적 피드백, 청각적 피드백, 또는 촉각적 피드백일 수 있고; 사용자로부터의 입력은 음향, 스피치, 및/또는 촉각적 입력을 포함하는 임의의 형태로 수신될 수 있다.

[0100] 상기 설명된 기법들은 백-엔드 컴포넌트를 포함하는 분산형 컴퓨팅 시스템에서 구현될 수 있다. 백-엔드 컴포넌트는 예를 들어, 데이터 서버, 미들웨어 컴포넌트, 및/또는 애플리케이션 서버일 수 있다. 상기 설명된 기법들은 프론트-엔드 컴포넌트를 포함하는 분산형 컴퓨팅 시스템에서 구현될 수 있다. 프론트-엔드 컴포넌트는 예를 들어, 그래픽 사용자 인터페이스를 가지는 클라이언트 컴퓨터, 사용자가 이를 통해 일 예의 구현예와 상호작용할 수 있는 웹 브라우저, 및/또는 송신 디바이스를 위한 다른 그래픽 사용자 인터페이스들일 수 있다. 상기 설명된 기법들은 이러한 백-엔드, 미들웨어, 또는 프론트-엔드 컴포넌트들의 임의의 조합을 포함하는 분산형 컴퓨팅 시스템에서 구현될 수 있다.

[0101] 컴퓨팅 시스템의 컴포넌트들은 디지털 또는 아날로그 데이터 통신(예컨대, 통신 네트워크)의 임의의 형태 또는 매체를 포함할 수 있는 송신 매체에 의해 상호접속될 수 있다. 송신 매체는 하나 또는 그 초과하는 패킷-기반 네트워크들 및/또는 하나 또는 그 초과하는 회선-기반 네트워크들을 임의의 구성으로 포함할 수 있다. 패킷-기반 네트워크들은 예를 들어, 인터넷, 캐리어 인터넷 프로토콜(IP; internet protocol) 네트워크(예컨대, 로컬 영역 네트워크(LAN; local area network), 광역 네트워크(WAN; wide area network), 캠퍼스 영역 네트워크(CAN; campus area network), 대도시 영역 네트워크(MAN; metropolitan area network), 홈 영역 네트워크(HAN; home area network)), 사설 IP 네트워크, IP 사설 브랜치 교환기(IPBX; IP private branch exchange), 무선 네트워크(예컨대, 라디오 액세스 네트워크(RAN; radio access network), 블루투스, Wi-Fi, WiMAX, 일반 패킷 라디오 서비스(GRPS; general packet radio service) 네트워크, HiperLAN), 및/또는 다른 패킷-기반 네트워크들을 포함할 수 있다. 회선-기반 네트워크들은 예를 들어, 공중 교환 전화 네트워크(PSTN; public switched telephone network), 레거시 사설 브랜치 교환기(PBX; private branch exchange), 무선 네트워크(예컨대, RAN, 코드-분할 다중 액세스(CDMA; code-division multiple access) 네트워크, 시간 분할 다중 액세스(TDMA; time division multiple access) 네트워크, 이동 통신용 글로벌 시스템(GSM; global system for mobile communications) 네트워크), 및/또는 다른 회선-기반 네트워크들을 포함할 수 있다.

[0102] 송신 매체 상에서의 정보 전달은 하나 또는 그 초과하는 통신 프로토콜들에 기초할 수 있다. 통신 프로토콜들은 예를 들어, 이더넷 프로토콜, 인터넷 프로토콜(IP), 보이스 오버 IP(VOIP; Voice over IP), 피어-투-피어(P2P; Peer-to-Peer) 프로토콜, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP; Hypertext Transfer Protocol), 세션 개시 프로토콜(SIP; Session Initiation Protocol), H.323, 미디어 게이트웨이 제어 프로토콜(MGCP; Media Gateway Control Protocol), 시그널링 시스템 #7 (SS7), 이동 통신용 글로벌 시스템(GSM) 프로토콜, 푸시-투-토크(PTT; Push-to-Talk) 프로토콜, PTT 오버 셀룰러(POC; PTT over Cellular) 프로토콜, 및/또는 다른 통신 프로토콜들을 포함할 수 있다.

[0103] 컴퓨팅 시스템의 디바이스들은 예를 들어, 컴퓨터, 브라우저 디바이스를 갖는 컴퓨터, 전화, IP 전화, 이동 디바이스(예컨대, 셀룰러 전화, 개인 정보 단말(PDA; personal digital assistant) 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 전자 메일 디바이스), 및/또는 다른 통신 디바이스들을 포함할 수 있다. 브라우저 디바이스는 예를 들어, 월드 와이드 웹 브라우저(예컨대, Microsoft Corporation으로부터 입수가능한 Microsoft? Internet Explorer?, Mozilla Corporation으로부터 입수가능한 Mozilla? Firefox)를 갖는 컴퓨터(예컨대, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터)를 포함한다. 이동 컴퓨팅 디바이스는 예를 들어, Blackberry?를 포함한다. IP 전화들은 예를 들어, Cisco Systems, Inc로부터 입수가능한 Cisco? Unified IP Phone 7985G, 및/또는 Cisco Systems, Inc로부터 입수가능한 Cisco? Unified Wireless Phone 7920을 포함한다.

[0104] "포함(comprise)", "포함(include)", 및/또는 각각의 복수 형태들은 개방 종결형이고, 열거된 부품들을 포함하고, 열거되지 않는 추가적인 부품들을 포함할 수 있다. "및/또는"은 개방 종결형이고, 열거된 부품들의 하나 또는 그 초과하는 것과, 열거된 부품들의 조합들을 포함한다.

[0105] 당해 분야의 당업자는 발명이 그 사상 또는 필수적인 특성들로부터 이탈하지 않으면서, 다른 특정 형태들로 구체화될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 그러므로, 상기한 실시예들은 본원에서 설명된 발명의 제한이 아니라, 모든 점들에서 예시적인 것으로 고려되어야 한다.

Claims

전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 방법으로서,
센서 모듈의 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들에 의해, 상기 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하는 단계 ― 상기 센서 모듈은 상기 전력 분배 포인트에 근접하게 위치됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 전압 센서에 의해, 상기 전력 분배 포인트에서 반송된 전압을 감지하는 단계;
상기 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서에 의해, 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 생성하는 단계 ― 상기 비교정된 전력 측정은 상기 자기장 센서에 의해 감지된 상기 자기장 및 상기 전압 센서에 의해 감지된 상기 전압으로부터 유도됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서에 의해, 상기 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하는 단계;
상기 제 2 프로세서에 의해, 상기 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 상기 응답을 이용하여 전달 함수를 유도하는 단계; 및
상기 제 2 프로세서에 의해, 상기 전력 분배 포인트에 대한 상기 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 상기 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정에 적용하는 단계를 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트는 전기적 차단기 박스인, 원격 감지를 위한 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 전기적 차단기 박스의 외부에 고착되는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전압 센서는 상기 전력 분배 포인트에 전기적으로 접속된 전력 공급 장치에 결합되는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트를 통해 상기 알려진 전력 부하를 인출하기 위하여 상기 전력 분배 포인트에 결합된 교정기 회로를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
교정기 회로는 저항인, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전달 함수를 유도하는 단계는 각각이 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정과 연관된 일련의 계수들을 유도하는 단계를 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 일련의 계수들을 유도하는 단계는 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정에 기초하여 상기 자기장 센서들의 각각에 대한 준-전력(quasi-power)을 결정하는 단계를 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 준-전력을 결정하는 단계는,
상기 자기장 센서에 의해 측정된 전류 (I)를 결정하기 위하여, 각각의 자기장 센서에 대하여, 시간에서의 상기 비교정된 전력 측정을 적분하는 단계;
상기 전류를 상기 전압 센서로부터의 전압에 의해 승산하는 단계(IㆍV); 및
하나의 사이클에 대하여 IㆍV를 적분하는 단계를 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 프로세서는 상기 센서 모듈에 결합된 서버 컴퓨팅 디바이스에서 위치되는, 원격 감지를 위한 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 프로세서에 의해, 각각의 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정을 상기 서버 컴퓨팅 디바이스로 송신하는 단계를 더 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트에 대한 상기 교정된 전력 측정을 서버 컴퓨팅 디바이스로 송신하는 단계를 더 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 자기장 센서들은 상기 센서 모듈의 하우징 내에서 미리 결정된 기하학적 구성으로 배열되는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 자기장 센서들의 적어도 서브세트는 서로에 대한 상이한 배향들로 배열되는, 원격 감지를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
서버 컴퓨팅 디바이스에 의해, 미리 정의된 지리적 영역에 걸쳐 분배된 복수의 전력 분배 포인트들의 각각에 대한 교정된 전력 측정들의 세트를 수집하는 단계; 및
상기 서버 컴퓨팅 디바이스에 의해, 교정된 전력 측정들의 적어도 복수의 세트들에 걸쳐 공통적인 하나 또는 그 초과하는 전력 기호들을 결정하는 단계를 더 포함하는, 원격 감지를 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과하는 전력 기호들은 상기 복수의 전력 분배 포인트들에 결합되는 전력 생성 시스템에서의 장비의 고장에 대응하는, 원격 감지를 위한 방법.
전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 시스템으로서,
상기 전력 분배 포인트에 근접하게 위치된 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들을 갖는 센서 모듈 ― 상기 자기장 센서들은 상기 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하도록 구성됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 전압 센서 ― 상기 전압 센서는 상기 전력 분배 포인트에서 반송된 전압을 감지하도록 구성됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서 ― 상기 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전력 측정을 생성하도록 구성되고, 상기 비교정된 전력 측정은 상기 자기장 센서에 의해 감지된 상기 자기장 및 상기 전압 센서에 의해 감지된 상기 전압으로부터 유도됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서 ― 상기 제 2 프로세서는,
상기 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하고;
상기 알려진 전력 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 상기 응답을 이용하여 전달 함수를 유도하고; 그리고
상기 전력 분배 포인트에 대한 상기 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여 상기 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정에 적용하도록 구성됨 ― 를 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트는 전기적 차단기 박스인, 원격 감지를 위한 시스템.
제 18 항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 전기적 차단기 박스의 외부에 고착되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 전압 센서는 상기 전력 분배 포인트에 전기적으로 접속된 전력 공급 장치에 결합되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
활성화될 때, 상기 전력 분배 포인트를 통해 상기 알려진 전력 부하를 인출하는, 상기 전력 부하 포인트에 결합된 교정기 회로를 더 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 21 항에 있어서,
상기 교정기 회로는 저항인, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 전달 함수를 유도하는 것은 각각이 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정과 연관된 일련의 계수들을 유도하는 것을 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 23 항에 있어서,
상기 일련의 계수들을 유도하는 것은 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정에 기초하여 상기 자기장 센서들의 각각에 대한 준-전력을 결정하는 것을 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 24 항에 있어서,
상기 준-전력을 결정하는 것은,
상기 자기장 센서에 의해 측정된 전류 (I)를 결정하기 위하여, 각각의 자기장 센서에 대하여, 시간에서의 상기 비교정된 전력 측정을 적분하는 것;
상기 전류를 상기 전압 센서로부터의 전압에 의해 승산하는 것(IㆍV); 및
하나의 사이클에 대하여 IㆍV를 적분하는 것을 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 제 2 프로세서는 상기 센서 모듈에 결합된 서버 컴퓨팅 디바이스에서 위치되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 26 항에 있어서,
상기 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정을 상기 서버 컴퓨팅 디바이스로 송신하도록 구성되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 제 2 프로세서는 상기 전력 분배 포인트에 대한 상기 교정된 전력 측정을 서버 컴퓨팅 디바이스로 송신하도록 구성되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 자기장 센서들은 상기 센서 모듈의 하우징 내에서 미리 결정된 기하학적 구성으로 배열되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 자기장 센서들의 적어도 서브세트는 서로에 대한 상이한 배향들로 배열되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 17 항에 있어서,
서버 컴퓨팅 디바이스 ― 상기 서버 컴퓨팅 디바이스는,
미리 정의된 지리적 영역에 걸쳐 분배된 복수의 전력 분배 포인트들의 각각에 대한 교정된 전력 측정들의 세트를 수집하고; 그리고
교정된 전력 측정들의 적어도 복수의 세트들에 걸쳐 공통적인 하나 또는 그 초과하는 전력 기호들을 결정하도록 구성됨 ― 를 더 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과하는 전력 기호들은 상기 복수의 전력 분배 포인트들에 결합되는 전력 생성 시스템에서의 장비의 고장에 대응하는, 원격 감지를 위한 시스템.
전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지 방법으로서,
센서 모듈의 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들에 의해, 상기 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하는 단계 ― 상기 센서 모듈은 상기 전력 분배 포인트에 근접하게 위치됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서에 의해, 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전류 측정을 생성하는 단계 ― 상기 비교정된 전류 측정은 상기 자기장 센서에 의해 감지된 상기 자기장으로부터 유도됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서에 의해, 상기 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하는 단계;
상기 제 2 프로세서에 의해, 상기 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 상기 응답을 이용하여 전달 함수를 유도하는 단계; 및
상기 제 2 프로세서에 의해, 상기 전력 분배 포인트에 대한 상기 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여, 상기 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전류 측정 및 상기 전력 분배 포인트에 의해 반송된 전압에 적용하는 단계를 포함하는, 원격 감지 방법.
제 33 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트는 전기적 차단기 박스인, 원격 감지 방법.
제 34 항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 전기적 차단기 박스의 외부에 고착되는, 원격 감지 방법.
제 33 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트를 통해 상기 알려진 전력 부하를 인출하기 위하여 상기 전력 분배 포인트에 결합된 교정기 회로를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 원격 감지 방법.
제 36 항에 있어서,
상기 교정기 회로는 저항인, 원격 감지 방법.
제 33 항에 있어서,
상기 전달 함수를 유도하는 단계는 각각이 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정과 연관된 일련의 계수들을 유도하는 단계를 포함하는, 원격 감지 방법.
제 38 항에 있어서,
상기 일련의 계수들을 유도하는 단계는 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정에 기초하여 상기 자기장 센서들의 각각에 대한 준-전력을 결정하는 단계를 포함하는, 원격 감지 방법.
제 39 항에 있어서,
상기 준-전력을 결정하는 단계는,
상기 자기장 센서에 의해 측정된 전류 (I)를 결정하기 위하여, 각각의 자기장 센서에 대하여, 시간에서의 상기 비교정된 전력 측정을 적분하는 단계;
상기 전류를 상기 알려진 전력 부하의 전압에 의해 승산하는 단계(IㆍV); 및
하나의 사이클에 대하여 IㆍV를 적분하는 단계를 포함하는, 원격 감지 방법.
전력 분배 포인트에 대한 교정된 전력 측정을 유도하기 위한 원격 감지를 위한 시스템으로서,
상기 전력 분배 포인트에 근접하게 위치된 하나 또는 그 초과하는 자기장 센서들을 갖는 센서 모듈 ― 상기 자기장 센서들은 상기 전력 분배 포인트에 의해 방출된 자기장을 감지하도록 구성됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 제 1 프로세서 ― 상기 제 1 프로세서는 각각의 자기장 센서에 대한 비교정된 전류 측정을 생성하도록 구성되고, 상기 비교정된 전류 측정은 상기 자기장 센서에 의해 감지된 상기 자기장으로부터 유도됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 제 2 프로세서 ― 상기 제 2 프로세서는,
상기 전력 분배 포인트를 통해 인출되는 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하고;
상기 알려진 전류 부하에 대한 각각의 자기장 센서의 상기 응답을 이용하여 전달 함수를 유도하고; 그리고
상기 전력 분배 포인트에 대한 상기 교정된 전력 측정을 생성하기 위하여, 상기 전달 함수를 각각의 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전류 측정 및 상기 전력 분배 포인트에 의해 반송된 전압에 적용하도록 구성됨 ― 를 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 41 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트는 전기적 차단기 박스인, 원격 감지를 위한 시스템.
제 42 항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 전기적 차단기 박스의 외부에 고착되는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 41 항에 있어서,
상기 전력 분배 포인트에 결합된 교정기 회로 ― 상기 교정기 회로는 상기 전력 분배 포인트를 통해 상기 알려진 전력 부하를 인출하도록 구성됨 ― 를 더 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 44 항에 있어서,
상기 교정기 회로는 저항인, 원격 감지를 위한 시스템.
제 41 항에 있어서,
상기 전달 함수를 유도하는 것은 각각이 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정과 연관된 일련의 계수들을 유도하는 것을 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 일련의 계수들을 유도하는 것은 자기장 센서에 대한 상기 비교정된 전력 측정에 기초하여 상기 자기장 센서들의 각각에 대한 준-전력을 결정하는 것을 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
제 47 항에 있어서,
상기 준-전력을 결정하는 것은,
상기 자기장 센서에 의해 측정된 전류 (I)를 결정하기 위하여, 각각의 자기장 센서에 대하여, 시간에서의 상기 비교정된 전력 측정을 적분하는 것;
상기 전류를 상기 알려진 전력 부하의 전압에 의해 승산하는 것(IㆍV); 및
하나의 사이클에 대하여 IㆍV를 적분하는 것을 포함하는, 원격 감지를 위한 시스템.
전력 분배 포인트에 결합된 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법으로서,
센서 모듈의 복수의 자기장 센서들에 의해, 상기 전력 분배 포인트에 결합된 복수의 브랜치 회로들의 각각에 의해 방출된 자기장을 감지하는 단계 ― 상기 센서 모듈은 상기 전력 분배 포인트에 근접하게 위치됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 프로세서에 의해, 상기 복수의 브랜치 회로들 중의 적어도 하나와 연관된 전력에서의 복수의 변화들의 각각에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 전력에서의 각각의 변화에 대한 상기 자기장 센서들의 상기 응답들을 다차원 공간에서의 포인트 상에서 위치시키는 단계 ― 상기 다차원 공간의 각각의 차원은 자기장 센서에 대응함 ―; 및
상기 프로세서에 의해, 상기 다차원 공간에서의 상기 포인트들의 클러스터들을 식별하는 단계 ― 각각의 클러스터는 상이한 브랜치 회로를 나타내고 상이한 벡터 방향을 가짐 ― 를 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 49 항에 있어서,
상기 프로세서에 의해, 전력에서의 각각의 변화와 연관된 진폭을 결정하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 단일 브랜치 회로와 연관되며 유사한 진폭을 가지는 상기 다차원 공간에서의 하나 또는 그 초과하는 포인트들을 그룹화하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 상기 진폭에 기초하여 상기 브랜치 회로에 결합된 디바이스의 상태 변화를 식별하는 단계를 더 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 49 항에 있어서,
상기 다차원 공간에서의 포인트들의 각각의 식별된 클러스터는 상기 연관된 벡터 방향을 따라 라인에서 배열되는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 49 항에 있어서,
전력에서의 상기 변화들 중의 적어도 하나가 상기 브랜치 회로와 연관된 위험에 대응하는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 49 항에 있어서,
상기 브랜치 회로들 중의 하나에 결합된 교정 디바이스에 의해, 상기 전력 분배 포인트를 통해 알려진 전력 부하를 인출하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 상기 센서 모듈에 의한 상기 알려진 전력 부하의 측정에 기초하여, 상기 교정 디바이스가 부착되는 상기 브랜치 회로를 식별하는 단계를 더 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 49 항에 있어서,
교정 디바이스는 상기 브랜치 회로들 중의 하나 상의 리셉터클 내로 플러그되는 휴대용 교정기인, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 49 항에 있어서,
상기 프로세서에 의해, 교정 디바이스가 부착되는 상기 식별된 브랜치 회로와 연관된 정보를 이동 컴퓨팅 디바이스로 송신하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 식별된 브랜치 회로의 물리적 로케이션과 연관된 로케이션 식별자를 수신하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 상기 로케이션 식별자를 상기 식별된 브랜치 회로에 맵핑하는 단계를 더 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 49 항에 있어서,
상기 센서 모듈은 브랜치 회로들의 수보다 더 적은 자기장 센서들을 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
제 56 항에 있어서,
상기 프로세서에 의해, 상기 프로세서에 결합된 보조 메모리에서 적어도 복수의 상기 브랜치 회로들과 연관된 측정 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하는 방법.
전력 분배 포인트에 결합된 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템으로서,
상기 전력 분배 포인트에 결합된 복수의 브랜치 회로들의 각각에 의해 방출된 자기장을 감지하도록 구성된 복수의 자기장 센서들을 갖는 센서 모듈 ― 상기 센서 모듈은 상기 전력 분배 포인트에 근접하게 위치됨 ―;
상기 센서 모듈에 결합된 프로세서 ― 상기 프로세서는,
상기 복수의 브랜치 회로들 중의 적어도 하나와 연관된 전력에서의 복수의 변화들의 각각에 대한 각각의 자기장 센서의 응답을 결정하고;
전력에서의 각각의 변화에 대한 상기 자기장 센서들의 상기 응답들을 다차원 공간 ― 상기 다차원 공간의 각각의 차원은 자기장 센서에 대응함 ― 에서의 포인트 상에서 위치시키고; 그리고
상기 다차원 공간에서의 상기 포인트들의 클러스터들 ― 각각의 클러스터는 상이한 브랜치 회로를 나타내고 상이한 벡터 방향을 가짐 ― 을 식별하도록 구성됨 ― 를 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 58 항에 있어서,
상기 프로세서는,
전력에서의 각각의 변화와 연관된 진폭을 결정하고;
단일 브랜치 회로와 연관되며 유사한 진폭을 가지는 상기 다차원 공간에서의 하나 또는 그 초과하는 포인트들을 그룹화하고; 그리고
상기 진폭에 기초하여 상기 브랜치 회로에 결합된 디바이스의 상태 변화를 식별하도록 추가로 구성되는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 58 항에 있어서,
상기 다차원 공간에서의 포인트들의 각각의 식별된 클러스터는 상기 연관된 벡터 방향을 따라 라인에서 배열되는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 58 항에 있어서,
상기 프로세서는 전력에서의 상기 변화들 중의 적어도 하나가 상기 브랜치 회로와 연관된 위험에 대응하는지 여부를 결정하도록 추가로 구성되는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 58 항에 있어서,
상기 브랜치 회로들 중의 하나에 결합되고 상기 전력 분배 포인트를 통해 알려진 전력 부하를 인출하도록 구성된 교정 디바이스 ― 상기 프로세서는 상기 센서 모듈에 의한 상기 알려진 전력 부하의 측정에 기초하여, 상기 교정 디바이스가 부착되는 상기 브랜치 회로를 식별하도록 구성됨 ― 를 더 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 62 항에 있어서,
상기 교정 디바이스는 상기 브랜치 회로들 중의 하나 상의 리셉터클 내로 플러그되는 휴대용 교정기인, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 58 항에 있어서,
상기 프로세서는,
교정 디바이스가 부착되는 상기 식별된 브랜치 회로와 연관된 정보를 이동 컴퓨팅 디바이스로 송신하고;
상기 식별된 브랜치 회로의 물리적 로케이션과 연관된 로케이션 식별자를 수신하고; 그리고
상기 로케이션 식별자를 상기 식별된 브랜치 회로에 맵핑하도록 추가로 구성되는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 58 항에 있어서,
상기 센서 모듈은 브랜치 회로들의 수보다 더 적은 자기장 센서들을 포함하는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.
제 65 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 프로세서에 결합된 보조 메모리에서 적어도 복수의 상기 브랜치 회로들과 연관된 측정 데이터를 저장하도록 추가로 구성되는, 개별적인 브랜치 회로들을 식별하기 위한 시스템.