RU2749088C1 - Method for monitoring power consumption within separate section of power network - Google Patents

Method for monitoring power consumption within separate section of power network Download PDF

Info

Publication number
RU2749088C1
RU2749088C1 RU2020121371A RU2020121371A RU2749088C1 RU 2749088 C1 RU2749088 C1 RU 2749088C1 RU 2020121371 A RU2020121371 A RU 2020121371A RU 2020121371 A RU2020121371 A RU 2020121371A RU 2749088 C1 RU2749088 C1 RU 2749088C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
electrical
information
network
time
Prior art date
Application number
RU2020121371A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Пётр Петрович Ершевич
Оксана Владимировна Пузикова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Виртуальная реальность плюс»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «Виртуальная реальность плюс» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Виртуальная реальность плюс»
Priority to RU2020121371A priority Critical patent/RU2749088C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2749088C1 publication Critical patent/RU2749088C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/175Indicating the instants of passage of current or voltage through a given value, e.g. passage through zero
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the area of electrical engineering, particularly to methods of monitoring power consumption within a separate section of a power network. The technical result is achieved by the method for monitoring power consumption being executed in relation to a separate section of a power network containing one or more electrical receivers - power-consuming electrical apparatuses - connected via a connecting unit with a power distribution network. Implementation of the method is provided by a hardware system including, particularly, a processor and an informational and analytical system. Information on the standard values of the current characteristics of each electrical receiver or the type of each electrical receiver, or information obtained from the results of operation of the apparatus (electrical receiver) in a single mode for a long period of time, at least 10 hours, or information on simultaneous operation of a group of electrical receivers is supplied to the informational and analytical system.EFFECT: monitoring changes of current in the power network and determining the operating mode of the electrical apparatus by the characteristics of the current map.7 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к области мониторинга энергопотребления и может быть использовано для идентификации включения, отключения, нормальной работы и нарушения в работе электрического оборудования в обособленном участке электрической сети.The invention relates to the field of energy consumption monitoring and can be used to identify switching on, off, normal operation and malfunction of electrical equipment in a separate section of the electrical network.

Известна система измерения ресурса энергопотребления и способ использования такой системы для интеллектуального энергопотребления, снабжённая устройством записи данных и выполненная с возможностью переноса собранных данных в базу данных, и способ использования счётчика энергии для интеллектуального энергопотребления. Система измерения ресурса содержит конечное устройство, потребляющее ресурс энергопотребления для использования в здании или в уличной осветительной системе, причём устройство содержит блок обнаружения, который генерирует информацию состояния, индикатор полезности (эффективности использования), модуль связи для передачи на упомянутый интеллектуальный счётчик данных, сгенерированных блоком обнаружения; интеллектуальный счётчик, содержащий схему связи c интерфейсом, выполненным с возможностью приёма от упомянутого устройства информации состояния и упомянутого индикатора полезности; измерительное устройство, подключённое к среде, которая доставляет ресурс на упомянутое устройство; и управляющую схему, подключённую к измерительному устройству, для сбора данных потребления ресурса, причём управляющая схема подключена к схеме связи и выполнена с возможностью генерации данных мониторинга, подлежащих передаче в защищённом режиме на сервер, после обработки информации состояния и упомянутого индикатора. Данные мониторинга используются при определении тарифов на потребление для стимулирования использования энергосберегающих устройств.A known system for measuring energy consumption resource and a method of using such a system for intelligent energy consumption, equipped with a data recording device and configured to transfer the collected data to a database, and a method of using an energy meter for intelligent energy consumption. The resource measurement system contains a final device that consumes an energy resource for use in a building or in a street lighting system, and the device contains a detection unit that generates status information, a usefulness indicator (efficiency of use), a communication module for transmitting data generated by the unit to the said smart meter detection; a smart meter containing a communication circuit with an interface adapted to receive status information and said utility indicator from said device; a measuring device connected to a medium that delivers a resource to said device; and a control circuit connected to the measuring device for collecting resource consumption data, wherein the control circuit is connected to the communication circuit and is configured to generate monitoring data to be transmitted in a secure mode to the server after processing the status information and said indicator. Monitoring data is used in determining consumption tariffs to stimulate the use of energy-saving devices.

Способ передачи на сервер данных мониторинга, касающихся использования потребителем по меньшей мере одного конечного устройства, потребляющего по меньшей мере один ресурс, являющийся ресурсом энергопотребления конечного устройства, причем способ содержит этапы, на которых связывают упомянутое конечное устройство с интеллектуальным счетчиком посредством взаимодействия упомянутого конечного устройства со схемой связи интеллектуального счетчика, собирают с помощью интеллектуального счетчика данные потребления ресурса, представляющие ресурс, потребляемый упомянутым конечным устройством, собирают информацию состояния и по меньшей мере один индикатор эффективности использования от упомянутого конечного устройства с помощью интеллектуального счетчика, причем упомянутый индикатор эффективности использования отличается от данных потребления ресурса, обрабатывают информацию состояния совместно с упомянутым индикатором эффективности использования для генерации упомянутых данных мониторинга, и передают с помощью упомянутого интеллектуального счетчика данные потребления ресурса и данные мониторинга на сервер. (Патент РФ № 2575871, МПК H02J13/00, H04Q 9/00, опубл. 20.02.2016.) A method for transmitting monitoring data to a server regarding the use by a consumer of at least one end device that consumes at least one resource that is a power consumption resource of the end device, the method comprising the steps of linking said end device with a smart meter by interacting said end device with communication circuit of the smart meter, collecting with the smart meter resource consumption data representing the resource consumed by said terminal device, collecting status information and at least one indicator of usage efficiency from said terminal device using the smart meter, said indicator of efficiency being different from the data resource consumption, processing the status information in conjunction with said usage efficiency indicator to generate said monitoring data, and The resource consumption data and monitoring data are fed to the server using the said smart meter. (RF patent No. 2575871, IPC H02J13 / 00, H04Q 9/00, publ. 20.02.2016.)

К недостаткам известного технического решения относится наличие конечных устройств, осуществляющих связь с сервером. Система отслеживает расход электроэнергии, а не изменение характеристик тока в сети, и не позволяет определить прибор, к которому относятся характеристики по токовому портрету, а также идентифицировать события по потребителям электрической энергии.The disadvantages of the known technical solution include the presence of end devices that communicate with the server. The system monitors the power consumption, and not the change in the characteristics of the current in the network, and does not allow identifying the device to which the characteristics refer to the current portrait, as well as identifying events by consumers of electrical energy.

Известно устройство сбора и передачи данных для системы учета и управления энергопотреблением объектов, которое содержит средства приёма и средства передачи данных по силовой сети, средства приёма и средства передачи данных по радиоканалу, процессор, запоминающее устройство. Устройство предназначено для приёма и передачи одних и тех же данных параллельно по двум указанным каналам. Устройство включает в себя одно и другое средства контроля целостности данных, поступающих соответственно по одному и другому указанным каналам. Выходами средства контроля целостности данных связаны с входами логического элемента ИЛИ. Выход последнего связан с процессором. Устройство обеспечивает расширение полосы пропускания системы передачи данных по линиям электропередач. В описании описан также способ передачи сигналов через линию электропередач, в котором в упомянутой сети линии электропередач по меньшей мере один передатчик и по меньшей мере один приёмник сообщаются друг с другом по меньшей мере через два канала. (Патент РФ № 145934, МПК H02J13/00, опубл. 27.09.2014.)Known device for collecting and transmitting data for a system of accounting and management of energy consumption of objects, which contains a means of receiving and means of transmitting data over the power network, means of receiving and means of transmitting data over a radio channel, a processor, a memory device. The device is designed to receive and transmit the same data in parallel over the two specified channels. The device includes one and the other means for monitoring the integrity of data arriving through one and the other specified channels, respectively. The outputs of the data integrity control are connected to the inputs of the OR gate. The output of the latter is associated with the processor. The device provides an expansion of the bandwidth of the data transmission system over power lines. The description also describes a method for transmitting signals through a power line, in which, in said power line network, at least one transmitter and at least one receiver communicate with each other via at least two channels. (RF patent No. 145934, IPC H02J13 / 00, publ. 09/27/2014.)

К недостаткам известного решения относится тот факт, что сбор информации происходит со сторонних приборов учёта, а не непосредственно из питающего контура посредством датчика тока, что не позволяет собирать более подробную информацию, чем выдаёт сторонний прибор учёта.The disadvantages of the known solution include the fact that information is collected from third-party metering devices, and not directly from the supply circuit through a current sensor, which does not allow collecting more detailed information than a third-party metering device provides.

Известна интегрированная система индивидуального учета и регулирования потребления энергоресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве, которая содержит установленные в квартирах электросчетчики, газосчетчики и водосчетчики, интерфейсные модули, интеллектуальные сенсоры преобразования температуры для мониторинга теплопотребления квартир, интеллектуальные сенсоры количества горячей и холодной воды, термостатические вентили, а также локальные концентраторы для сбора и обработки информации, каждый из которых содержит процессор, элемент памяти и источник питания (от сети или аккумуляторный) и снабжен интерфейсными модулями для связи с квартирными мониторами, домовым концентратором и с упомянутыми счетчиками и сенсорами. Счетчики также снабжены интерфейсными модулями для преобразования сигналов. В систему входит также комплект оборудования для общедомового коммерческого учета теплопотребления и водопотребления, установленный в доме и включающий домовой теплосчетчик, установленный в индивидуальном тепловом пункте и присоединенный к домовому концентратору, связанному через модем и канал связи с центральным диспетчерским пунктом. Центральный диспетчерский пункт (ЦДЛ) содержит ЭВМ, служащую для идентификации контролируемого объекта, хранения архива данных о потребляемых энергоресурсах, распечатки квитанций об оплате и контроле оплаты. (Патент РФ № 52504, МПК G08B25/00, опубл. 27.03.200 – прототип.)Known is an integrated system for individual metering and regulation of energy consumption in housing and communal services, which contains electricity meters installed in apartments, gas meters and water meters, interface modules, intelligent temperature conversion sensors for monitoring the heat consumption of apartments, intelligent sensors for the amount of hot and cold water, thermostatic valves, and also local concentrators for collecting and processing information, each of which contains a processor, a memory element and a power source (from the mains or battery) and is equipped with interface modules for communication with apartment monitors, a house concentrator and with the aforementioned counters and sensors. The meters are also equipped with interface modules for signal conversion. The system also includes a set of equipment for general commercial metering of heat consumption and water consumption, installed in the house and including a house heat meter installed in an individual heating point and connected to a home concentrator connected via a modem and a communication channel with a central dispatching point. The central dispatch center (CDL) contains a computer that serves to identify the controlled object, store the archive of data on consumed energy resources, print out receipts for payment and control payment. (RF patent No. 52504, IPC G08B25 / 00, publ. 27.03.200 - prototype.)

Недостатком известного решения является измерение объёмов потребления ресурсов, а не измерение характеристик тока, потребляемого приборами, что является для заявляемого решения ключевой информацией. Известное решение не может быть использовано для идентификации событий, происходящих в электрической сети, и определения рабочего состояния электроприбора на основе анализа его энергопотребления. The disadvantage of the known solution is the measurement of the volumes of resource consumption, and not the measurement of the characteristics of the current consumed by the devices, which is key information for the proposed solution. The known solution cannot be used to identify events occurring in the electrical network and determine the operating state of an electrical appliance based on an analysis of its energy consumption.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности идентифицирования событий: включения, отключения, нормальной работы и нарушения в работе электрического оборудования (приборов) путем сопоставления характеристик значения тока потребляемого приборами в определенный период времени.The technical problem to be solved by the claimed invention is to provide the possibility of identifying events: switching on, off, normal operation and malfunction of electrical equipment (devices) by comparing the characteristics of the current consumed by the devices in a certain period of time.

Мониторинг событий с применением рассматриваемого способа можно проводить как в точке подключения электрооборудования к электрической сети, так и в контуре электрической сети, в котором находятся несколько электрических приборов – потребителей электроэнергии, при условии, что контур имеет одну точку питания.Monitoring of events using the considered method can be carried out both at the point of connection of electrical equipment to the electrical network, and in the circuit of the electrical network, in which there are several electrical devices - consumers of electricity, provided that the circuit has one power point.

Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков, заключается в мониторинге изменения тока в электросети и определении режима работы электроприбора по характеристикам токового портрета, что позволяет осуществить идентификацию событий по потребителям электрической энергии, и эта информация может быть использована как в маркетинговых целях, так и для мероприятий по обеспечению энергоэффективности потребления и использования оборудования.The technical result, the achievement of which is ensured by the implementation of the entire claimed set of essential features, consists in monitoring the change in current in the power grid and determining the operating mode of the electrical appliance according to the characteristics of the current portrait, which allows identification of events by consumers of electrical energy, and this information can be used for marketing purposes and for measures to ensure energy efficiency in the consumption and use of equipment.

Понятия и определения, используемые в описании изобретения:Concepts and definitions used in the description of the invention:

Блок данных, пакет данных – обособленная часть информации. A data block, a data packet is a separate piece of information.

ИАС – информационно-аналитическая система. IAS is an information and analytical system.

Функции и сферы применения ИАС:Functions and scope of IAS:

Основное назначение ИАС – динамическое представление и многомерный анализ текущих данных, анализ тенденций, моделирование и прогнозирование результатов различных управленческих решений.The main purpose of the IAS is dynamic presentation and multidimensional analysis of current data, trend analysis, modeling and forecasting the results of various management decisions.

Основными функциями информационно-аналитической системы являются:The main functions of the information and analytical system are:

• анализ данных, в том числе оперативный и интеллектуальный;• data analysis, including operational and intellectual;

• извлечение данных из различных источников, их преобразование и загрузка в хранилище;• extraction of data from various sources, their transformation and loading into the storage;

• подготовка результатов оперативного и интеллектуального анализа для эффективного их восприятия потребителями;• preparation of the results of operational and intellectual analysis for their effective perception by consumers;

• хранение данных.• data storage.

Идентификатор устройства – номерной уникальный код устройства, хранится в памяти устройства, передаётся в информационно-аналитическую систему в составе блока данных. Device identifier - a numbered unique code of the device, stored in the device's memory, transferred to the information and analytical system as part of the data block.

Переходный период – отрезок времени, в который происходит изменение режима работы сети (включение/выключение электроприборов (потребителей)). Transitional period - the period of time in which the network operation mode changes (turning on / off electrical appliances (consumers)).

Переходные процессы – процессы, возникающие в электрических цепях при различных воздействиях, приводящих их из стационарного состояния в новое стационарное состояние, то есть при действии различного рода коммутационной аппаратуры, например ключей, переключателей для включения или отключения источника или приёмника энергии, при обрывах в цепи, при коротких замыканиях отдельных участков цепи и т.д. Transient processes are processes that occur in electrical circuits under various influences that bring them from a stationary state to a new stationary state, that is, under the action of various types of switching equipment, for example, keys, switches for turning on or off a source or receiver of energy, in case of open circuits, with short circuits of individual sections of the circuit, etc.

Признак события – характеристика изменения в работе потребителя электроэнергии (электроприбора). An event sign is a characteristic of a change in the operation of an electricity consumer (electrical appliance).

Процессор – центральное устройство компьютера. Назначение процессора: 1) управлять работой ЭВМ по заданной программе; 2) выполнять операции обработки информации. Устройство, регистрирующее электрические сигналы в сети, осуществляющее операции над полученной информацией, включая отправку в аналитическую систему. The processor is the central unit of the computer. The purpose of the processor : 1) to control the operation of the computer according to a given program; 2) perform information processing operations. A device that records electrical signals in the network, performs operations on the received information, including sending it to the analytical system.

Распределительная сеть – сеть от ВУ (вводное устройство), ВРУ (вводно-распределительное устройство), ГРЩ (главный распределительный щит) до распределительных пунктов и щитков. (ПУЭ, пункт 7.1.11. ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7. Утверждено Министерством энергетики Российской Федерации, приказ от 8 июля 2002 г. № 204.) Это в противовес магистральным сетям. Между приборами-потребителями нет трансформатора и в контролируемом контуре нет другого источника электроэнергии.Distribution network - a network from VU (input device), ASU (input distribution device), main switchboard (main switchboard) to distribution points and shields. (PUE, clause 7.1.11. PUE 7. Electrical Installation Rules. Edition 7. Approved by the Ministry of Energy of the Russian Federation, Order No. 204 dated July 8, 2002.) This is in contrast to the backbone networks. There is no transformer between consumer devices and there is no other source of electricity in the controlled circuit.

Распределительная электрическая сеть – низковольтная электрическая сеть, состоящая из источника питания и линии электропередачи и предназначенная для питания электроэнергией электроустановок зданий и других низковольтных электроустановок. (ГОСТ 30331.1-2013, пункт 20.532.) Distribution electrical network - a low-voltage electrical network consisting of a power source and a power transmission line and is designed to supply electricity to electrical installations of buildings and other low-voltage electrical installations. (GOST 30331.1-2013, paragraph 20.532.)

Распределительные электрические сети – предназначены для доставки электрической энергии напряжением от 6 кВ до 10 кВ, потребителю. Напряжение в нашем случае не столь важно, а другие определения более точны. Distribution electrical networks - designed to deliver electrical energy from 6 kV to 10 kV to the consumer. Voltage in our case is not so important, and other definitions are more accurate.

Регистратор электрических параметров – устройство, отслеживающее колебания напряжения и тока на линии, например Рпм – 416. представляет собой программируемое, микропроцессорное, стационарное устройство. The recorder of electrical parameters is a device that monitors voltage and current fluctuations on the line, for example, Rpm - 416. It is a programmable, microprocessor-based, stationary device.

Сектор (участок) групповой электрической сети – согласно седьмому изданию ПУЭ (п. 7.1.12) дано понятие «Групповая сеть» – сеть от щитков и распределительных пунктов до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников. Сектор (участок) групповой электрической сети – обособление части электрической сети, в которой находятся потребители. Эта обособленная часть сети имеет одно соединение с распределительной сетью и не имеет своих источников генерации электроэнергии. Например, отдельная квартира или цех. Sector (section) of the group electrical network - according to the seventh edition of the PUE (clause 7.1.12), the concept "Group network" is given - a network from shields and distribution points to lamps, plug sockets and other electrical receivers. Sector (section) of the group electrical network - the separation of the part of the electrical network in which the consumers are located. This isolated part of the network has one connection to the distribution network and does not have its own sources of electricity generation. For example, a separate apartment or workshop.

События в сети – изменения в работе потребителя электроэнергии (электроприбора). Events in the network - changes in the work of the consumer of electricity (electrical appliance).

События в электросети включение/работа/нарушения в работе/выключение электроприбора (электрооборудования), подключенного к электрической сети, которые характеризуются изменением тока выше определённого порога (устанавливаемого в настройках), считающегося признаком события в сети. Electricity events- turning on / working / malfunctioning / turning off an electrical device (electrical equipment) connected to the electrical network, which are characterized by a change in current above a certain threshold (set in the settings), which is considered a sign of an event in the network.

Соединительный узел – это точка соединения сектора (участка, сегмента) электрической сети с распределительной сетью. В случае с бытовыми потребителями это точка подключения квартиры в распределительном щите, в случае с промышленным потребителем это обычно также место установки прибора учёта. A connecting node is a point of connection of a sector (section, segment) of an electrical network with a distribution network. In the case of residential consumers, this is the connection point of the apartment in the switchboard, in the case of an industrial consumer, this is usually also the place where the meter is installed.

Уставка – значение некоторой величины или параметра, по достижении которого происходит изменение состояния системы. Setpoint - the value of a certain value or parameter, upon reaching which the state of the system changes.

Участок групповой электрической сети часть электросети, имеющая одно соединение с источником электроэнергии и содержащая один и более электроприемников. Section of the group electrical network- part of the power grid that has one connection to the power source and contains one or more power consumers.

Характеристики нарушений в работе – определяются исходя из отклонения от эталонного (нормативного) режима работы, хранящегося в базе данных. The characteristics of malfunctions are determined based on the deviation from the reference (normative) mode of operation stored in the database.

Электрическая сеть – совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии от электростанции к потребителю. Electrical network - a set of electrical installations intended for the transmission and distribution of electricity from a power plant to a consumer.

Эталонные (нормативные) характеристики – могут быть определены на основании стандартных характеристик прибора данного вида, а могут быть признаны таковыми (эталонными для конкретного прибора) по результатам снятия показаний работы прибора (записанным кривым тока во время его работы в одиночном режиме) в течение установленного времени (например, 10 циклов работы без отклонений характеристик). Такие показания могут быть сняты оператором, а могут быть зафиксированы ЭВМ. Reference (normative) characteristics - can be determined based on the standard characteristics of a device of this type, and can be recognized as such (reference for a particular device) based on the results of taking readings of the device's operation (recorded current curves during its operation in single mode) for a set time (for example, 10 cycles of operation without deviations in characteristics). Such indications can be taken by the operator, or can be recorded by a computer.

Эталонные (нормативные) характеристики – характеристики, свойственные работе прибора в стандартном, предусмотренном для данного типа приборов режиме. Эталонный режим характеризуется характерной для конкретного прибора формой кривой тока, получаемой (снимаемой) на выходе из прибора. Reference (normative) characteristics - characteristics inherent in the operation of the device in the standard mode provided for this type of device. The reference mode is characterized by the characteristic for a particular device shape of the current curve obtained (taken) at the output from the device.

Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Способ мониторинга энергопотребления производится в отношении обособленного участка электрической сети, который содержит один и более электроприемников – электроприборов, потребляющих электроэнергию, – связанного через соединительный узел с электрической распределительной сетью. Соединение обособленного участка электрической сети обеспечивает возможность определения тока указанного обособленного участка электрической сети, например, датчиком тока. В информационно-аналитическую систему, позволяющую реализовать способ, помещают сведения о нормативных значениях характеристик тока каждого электроприемника или типа каждого электроприемника, или сведения, полученные по результатам работы прибора (электроприемника) в одиночном режиме в течение длительного периода времени, не менее 10 часов, или сведения об одновременной работе группы электроприемников. Каждому электроприемнику присваивается идентификатор, формируется база данных ситуаций. Нормативные значения характеристик тока каждого электроприемника могут быть получены из паспортных или иных данных электроприемника или получены опытным путем. Далее непрерывно измеряют, обрабатывают и фиксируют текущее значение электрического тока обособленного участка электрической сети за указанный период времени и сопоставляют его с характеристиками электрического тока этого обособленного участка электрической сети за предыдущий период времени. В случае изменения тока на 5–20% (уровень может быть установлен любой в зависимости от чувствительности применяемого датчика тока и необходимого уровня чувствительности системы) данные измерений в переходный период времени, в который происходит изменение режима работы сети, отражающее включение, и/или выключение электроприемника, составляющий от 400 до 1000 мс (период может варьироваться для разных потребителей электроэнергии), передают в информационно-аналитическую систему (ИАС) и сравнивают их с нормативными, фиксируют и сохраняют их, образуя базу данных рабочих ситуаций по каждому из электроприемников. По результатам сравнений изменений значений тока с нормативными значениями тока соответствующего электроприемника делают вывод на основании базы данных ситуаций о работе соответствующего электроприемника.The method of monitoring energy consumption is carried out in relation to a separate section of the electrical network, which contains one or more electrical receivers - electrical appliances that consume electricity - connected through a connecting node to the electrical distribution network. The connection of a separate section of the electrical network makes it possible to determine the current of the specified isolated section of the electrical network, for example, by a current sensor. The information and analytical system, which makes it possible to implement the method, contains information about the standard values of the current characteristics of each electrical receiver or the type of each electrical receiver, or information obtained from the results of the operation of the device (electrical receiver) in a single mode for a long period of time, at least 10 hours, or information about the simultaneous operation of a group of electrical receivers. An identifier is assigned to each electric consumer, and a database of situations is formed. The standard values of the characteristics of the current of each electrical receiver can be obtained from the passport or other data of the electrical receiver or obtained empirically. Further, the current value of the electric current of the isolated section of the electrical network for the specified period of time is continuously measured, processed and recorded and compared with the characteristics of the electric current of this isolated section of the electrical network for the previous period of time. In the event of a current change by 5–20% (the level can be set to any level depending on the sensitivity of the current sensor used and the required sensitivity level of the system), the measurement data in the transient period of time, in which the network operating mode changes, reflecting switching on and / or of the electrical receiver, which is from 400 to 1000 ms (the period can vary for different electricity consumers), is transferred to the information and analytical system (IAS) and compared with the normative ones, recorded and saved, forming a database of working situations for each of the electrical receivers. Based on the results of comparisons of changes in current values with the standard values of the current of the corresponding electrical receiver, a conclusion is made based on the database of situations about the operation of the corresponding electrical receiver.

Нормативный режим работы электроприемника определяется по результатам работы прибора (электроприемника) в одиночном режиме в течение установленного времени, например от 5 до 50 часов. Нормативный режим может быть установлен на основании данных работы нескольких электроприемников по результатам работы длительного периода времени от 5 до 50 часов. Исследование работы электроприемника(ов) в течение периода времени менее 5 часов обычно не дает стабильных результатов, установление времени исследования более 50 часов представляется экономически нецелесообразным и не обеспечивает повышение качества полученных результатов.The standard operating mode of the electrical receiver is determined by the results of the device (electrical receiver) operation in a single mode for a set time, for example, from 5 to 50 hours. The normative regime can be established on the basis of the data of the operation of several electrical consumers based on the results of the operation of a long period of time from 5 to 50 hours. The study of the operation of the electric receiver (s) for a period of time less than 5 hours usually does not give stable results; setting the study time for more than 50 hours seems economically inexpedient and does not provide an improvement in the quality of the results obtained.

Сущность заявляемого изобретения поясняется рисунками.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая осуществление заявляемого способа, где:FIG. 1 is a diagram illustrating the implementation of the proposed method, where:

1 – контур обособленного участка электрической сети;1 - contour of a separate section of the electrical network;

2 – датчик электротехнических параметров (например, бесконтактный датчик тока);2 - a sensor of electrical parameters (for example, a non-contact current sensor);

3 – регистратор электротехнических параметров (процессор);3 - recorder of electrical parameters (processor);

4 – среда передачи данных;4 - data transmission medium;

5 – информационно-аналитическая система;5 - information and analytical system;

6 – источник питания контура обособленного участка электрической сети.6 - power supply for the circuit of a separate section of the electrical network.

На фиг. 2 представлена блок-схема, поясняющая осуществление заявляемого способа, где: FIG. 2 shows a block diagram explaining the implementation of the proposed method, where:

2 – датчик тока;2 - current sensor;

3 – процессор (регистратор электрических параметров);3 - processor (recorder of electrical parameters);

4 – среда передачи данных;4 - data transmission medium;

5 – информационно-аналитическая система;5 - information and analytical system;

7 – модуль связи;7 - communication module;

8 – блок питания;8 - power supply unit;

9 – блок памяти;9 - memory block;

10 – база данных;10 - database;

На фиг. 3–14 в графическом виде представлены примеры данных тока, передаваемых устройством в аналитическую систему, в частности:FIG. 3-14 graphically represent examples of current data transmitted by the device to the analytical system, in particular:

на фиг. 3 представлена диаграмма тока при включении и работе электрочайника;in fig. 3 shows a diagram of the current when the electric kettle is turned on and operating;

на фиг. 4 представлена диаграмма тока в момент отключения электрочайника;in fig. 4 shows a diagram of the current at the moment of turning off the electric kettle;

на фиг. 5 представлена диаграмма тока при включении, работе и отключении пылесоса;in fig. 5 shows a diagram of the current when turning on, working and turning off the vacuum cleaner;

на фиг. 6 представлена диаграмма тока при включении и работе электродрели;in fig. 6 shows a diagram of the current when the electric drill is turned on and operating;

на фиг. 7 представлена диаграмма импульсов тока при включении СВЧ-печи;in fig. 7 shows a diagram of current pulses when the microwave oven is turned on;

на фиг. 8 представлена диаграмма тока при включенной (работе) СВЧ-печи;in fig. 8 shows a diagram of the current when the microwave oven is on (working);

на фиг. 9 представлена диаграмма тока высокочастотная – работает холодильник и добавляется мясорубка;in fig. 9 shows a high-frequency current diagram - the refrigerator is working and a meat grinder is added;

на фиг. 10 представлена диаграмма тока высокочастотная – работает холодильник и добавляется посудомоечная машина;in fig. 10 shows a high-frequency current diagram - the refrigerator is running and a dishwasher is added;

на фиг. 11 представлена диаграмма тока высокочастотная – работает холодильник и добавляется стиральная машина (фаза накачки воды);in fig. 11 shows a high-frequency current diagram - the refrigerator is running and a washing machine is added (water pumping phase);

на фиг. 12 представлена диаграмма тока низкочастотная (шаг сетки 1 мин) – изменение тока при множественной нагрузке;in fig. 12 shows a low-frequency current diagram (grid step 1 min) - current change at multiple load;

на фиг. 13 представлена диаграмма тока низкочастотная (шаг сетки 1 мин) – изменение тока при множественной нагрузке с пояснениями;in fig. 13 shows a low-frequency current diagram (grid step 1 min) - current change at multiple load with explanations;

на фиг. 14 представлена диаграмма тока низкочастотная (шаг сетки 5 мин) – изменение тока при множественной нагрузке с пояснениями.in fig. 14 shows a low-frequency current diagram (grid step 5 min) - current change at multiple load with explanations.

На фиг. 15 представлен образец устройства, реализующего заявляемый способ, где:FIG. 15 shows a sample of a device that implements the inventive method, where:

3 – процессор – регистратор электротехнических параметров;3 - processor - recorder of electrical parameters;

2 – датчик тока (Пояс Роговского);2 - current sensor (Rogovsky belt);

2 – датчик тока (датчик Холла LEM); 2 - current sensor (Hall sensor LEM);

8 – блок питания;8 - power supply unit;

11 – WiFi-роутер. 11 - WiFi router.

Способ мониторинга энергопотребления в обособленном участке электрической сети осуществляется следующим образом. Обособленный участок электрической сети содержит один или более электроприемников (см. фиг. 1) и имеет соединительный узел с основной (распределительной) сетью. Между нашим устройством и приборами-потребителями нет трансформатора и в контролируемом контуре нет другого источника электроэнергии. После точки соединения с распределительной сетью на некотором отдалении идёт разветвление питающего проводника для питания некоторого количества приборов-потребителей. Контроль осуществляется на отрезке от точки соединения с распределительной сетью до разветвления к электроприемникам. Датчик тока измеряет значения тока в питающем проводнике. Все события внутри участка электрической сети (за точкой подключения к распределительной сети) отражаются на параметрах тока в питающем проводнике.The method for monitoring energy consumption in a separate section of the electrical network is carried out as follows. A separate section of the electrical network contains one or more electrical receivers (see Fig. 1) and has a connecting node with the main (distribution) network. There is no transformer between our device and consumer devices and there is no other source of electricity in the controlled circuit. After the point of connection with the distribution network, at some distance, there is a branching of the supply conductor to supply a certain number of consumer devices. The control is carried out on the section from the point of connection with the distribution network to the branch to the power consumers. The current sensor measures the currents in the supply conductor. All events within the section of the electrical network (behind the point of connection to the distribution network) are reflected in the parameters of the current in the supply conductor.

Датчик тока 2 непрерывно измеряет значения электрического тока обособленного участка электрической сети. Полученные данные направляются в процессор 3, где они обрабатываются путем перевода аналогового сигнала в цифровое значение, текущее значение записывается (фиксируется) в блоке памяти 9 процессора 3 или отдельного устройства памяти 9. The current sensor 2 continuously measures the values of the electric current of an isolated section of the electrical network. The received data are sent to the processor 3, where they are processed by converting the analog signal into a digital value, the current value is recorded (fixed) in the memory unit 9 of the processor 3 or a separate memory device 9.

Процессор 3 периодически извлекает из блока памяти 9 значения тока за период времени с заданной длиной и посредством модуля связи 7 передаёт блок данных, содержащий значения тока в фиксированный период времени, в информационно-аналитическую систему 5. Информационно-аналитическая система 5 содержит базу данных 10 или базу данных, связанную с аналитической системой 5.The processor 3 periodically extracts the current values from the memory block 9 for a period of time with a given length and, through the communication module 7, transfers the data block containing the current values in a fixed period of time to the information-analytical system 5. The information-analytical system 5 contains a database 10 or database associated with the analytical system 5.

Процессор 3 сравнивает текущее значение тока со значением, записанным в блоке памяти 9 для предыдущего временного периода. Процессор 3 сопоставляет измеренное значение тока с предыдущим, чтобы выявить переходный процесс. Высокочастотная запись значений тока производится процессором 3 постоянно, но в информационно-аналитическую систему 5 отправляются только переходные процессы и низкочастотные записи значений тока (если отправлять в систему всё, то это приведет к значительному росту нагрузки на канал передачи данных и на вычислительные мощности с объемом хранилища данных). Процессору 3, чтобы выделить необходимый для отправки отрезок высокочастотной записи в информационно-аналитическую систему 5, необходимо определить скачок (изменение) тока. Для этого каждое новое значение сравнивается с предыдущим, и если новое значение больше предыдущего на установленную величину, составляющую от 5 до 20% (процессор 3 считает это признаком переходного процесса), выжидается завершение переходного процесса (по результатам опытов время выжидания составляет 1/2 от времени переходного процесса (1/2 от 400 до 1000 мс с момента регистрации скачка тока), после чего отрезок записи значений тока за предыдущие от 400 до 1000 мс (это время всего переходного процесса, включая его начало до скачка тока, установленное опытным путем для электробытовых приборов) направляется в информационно-аналитическую систему 5. Информационно-аналитическая система 5 проводит сравнение полученных данных записей с нормативными значениями. Если изменение тока в переходный период времени меньше 5 %, его не учитывают, поскольку такое изменение тока может быть вызвано колебаниями тока в электросети, а не изменениями в работе электроприбора. Изменение тока в промежутке от 5 до 20% является оптимальным для минимальной уставки. Данный диапазон является оптимальным и позволяет с необходимой точностью определить характер изменений в работе электроприбора. На самом деле пользователь может установить любую уставку изменения тока, изменения ниже которой не принимается во внимание, исходя из поставленных целей и чувствительности аппаратуры. Переходные процессы в электросети, проходящие в момент включения/выключения приборов, составляют от 400 до 1000 мс. Данный период времени варьируется в зависимости от потребителей электроэнергии и является наиболее характерным для электроприборов, включаемых в локальные электрические сети.The processor 3 compares the current value of the current with the value recorded in the memory block 9 for the previous time period. Processor 3 compares the measured current value with the previous one to identify the transient. High-frequency recording of current values is performed by processor 3 constantly, but only transient processes and low-frequency recordings of current values are sent to the information-analytical system 5 (if you send everything to the system, this will lead to a significant increase in the load on the data transmission channel and on computing power with the storage volume data). Processor 3, in order to select the segment of high-frequency recording necessary for sending to the information-analytical system 5, it is necessary to determine the jump (change) of the current. To do this, each new value is compared with the previous one, and if the new value is greater than the previous one by a set value of 5 to 20% (processor 3 considers this a sign of a transient process), the completion of the transient process is expected (according to the results of the experiments, the waiting time is 1/2 of time of the transient process (1/2 from 400 to 1000 ms from the moment of registration of the current surge), after which the segment of recording the current values for the previous ones from 400 to 1000 ms (this is the time of the entire transient process, including its beginning before the current surge, established empirically for electrical appliances) is sent to the information and analytical system 5. The information and analytical system 5 compares the obtained data records with the standard values.If the change in current during the transition period is less than 5%, it is not taken into account, since such a change in current can be caused by current fluctuations in the electrical network, and not changes in the operation of the electrical appliance. Change in current in the range of 5 up to 20% is optimal for the minimum set point. This range is optimal and allows you to determine with the required accuracy the nature of changes in the operation of the electrical appliance. In fact, the user can set any current change setting, changes below which are not taken into account, based on the goals and the sensitivity of the equipment. Transient processes in the power grid that take place at the moment of switching on / off the devices are from 400 to 1000 ms. This period of time varies depending on the consumers of electricity and is the most typical for electrical appliances included in local electrical networks.

В рассматриваемом способе исходят из того, что одномоментное включение/выключение приборов происходит крайне редко. Обычно между включениями есть хотя бы небольшой промежуток времени. Информационно-аналитическая система 5 сверяет характер изменения тока и, если не удается однозначно идентифицировать прибор (подходит несколько вариантов), использует данные кривой тока за длительный период времени (разные приборы добавляют в кривую тока свои особенности). Используя данные последующих событий, например, если одновременно включились утюг и холодильник, а система не смогла их разделить, то при отключении одного из приборов по имеющимся более ранним данным системы можно идентифицировать предыдущие события.In the considered method, it is assumed that instantaneous switching on / off of devices is extremely rare. Usually, there is at least a short period of time between switching on. The information and analytical system 5 verifies the nature of the current change and, if it is not possible to unambiguously identify the device (several options are suitable), uses the data of the current curve for a long period of time (different devices add their own characteristics to the current curve). Using the data of subsequent events, for example, if the iron and the refrigerator turned on at the same time, and the system could not separate them, then when one of the devices is turned off, the previous events can be identified from the earlier available system data.

На фигурах показана форма, амплитуда и частота электрических сигналов, характеризующих работу включенных в электросеть ряда приборов: чайника, электропылесоса, электродрели, СВЧ-печи. На диаграммах/осциллограммах (фиг. 3–8) показаны амплитуды электрического тока, снятые бесконтактным датчиком тока Холла LEM при частоте тока 50 Гц. На графиках наглядно показаны состояние работы, отключение прибора. Кроме того, на фиг. 7 показаны импульсы тока, характерные для СВЧ-печи, возникающие в момент ее включения.The figures show the shape, amplitude and frequency of electrical signals characterizing the operation of a number of devices connected to the power grid: a kettle, an electric vacuum cleaner, an electric drill, a microwave oven. The diagrams / oscillograms (Fig. 3-8) show the amplitudes of the electric current, taken by the contactless Hall current sensor LEM at a current frequency of 50 Hz. The graphs clearly show the state of operation, shutdown of the device. In addition, in FIG. 7 shows the current pulses characteristic of a microwave oven, arising at the moment of its switching on.

На фиг. 9–11 представлены диаграммы (осциллограммы) тока высокочастотные, которые наглядно демонстрируют изменения тока в момент переходных процессов.FIG. Figures 9–11 show high-frequency current diagrams (oscillograms), which clearly demonstrate changes in current at the time of transient processes.

Диаграмма (осциллограмма) тока высокочастотная на фиг. 9 показывает характеристику тока при работе холодильника и ее изменения при дополнительном включении в сеть мясорубки. Ток скачкообразно увеличивается в момент подачи дополнительной нагрузки, и далее амплитуда тока при работе двух приборов существенно превышает амплитуду тока при работе одного прибора.The high-frequency current diagram (oscillogram) in Fig. 9 shows the characteristic of the current during the operation of the refrigerator and its changes when the meat grinder is additionally connected to the network. The current increases abruptly at the moment of applying an additional load, and then the amplitude of the current during the operation of two devices significantly exceeds the amplitude of the current during the operation of one device.

Диаграмма (осциллограмма) тока высокочастотная на фиг. 10 показывает характеристику тока при работе холодильника и ее изменения при дополнительном включении в сеть посудомоечной машины. Работает насос воды и обогреватель. Существенное изменение тока ведет к существенному изменению его кривой. Включение нагревательного элемента дает незначительный скачок на измененной диаграмме тока.The high-frequency current diagram (oscillogram) in Fig. 10 shows the characteristic of the current during operation of the refrigerator and its changes when the dishwasher is additionally connected to the network. The water pump and heater are running. A significant change in the current leads to a significant change in its curve. Turning on the heating element gives a slight jump in the modified current diagram.

Диаграмма (осциллограмма) тока высокочастотная на фиг. 11 показывает характеристику тока при работе холодильника и ее изменения при дополнительном включении в сеть стиральной машины (фаза накачки воды). Подогрев не включается.The high-frequency current diagram (oscillogram) in Fig. 11 shows the characteristic of the current during operation of the refrigerator and its change when the washing machine is additionally connected to the network (water pumping phase). Heating does not turn on.

На фиг. 12–14 представлены осциллограммы тока низкочастотные, наглядно характеризующие совокупную работу ряда электроприборов в течение длительного периода времени при их включении, отключении, совместной работе. На представленных диаграммах видно изменение тока при множественной нагрузке. На них видно, что характер кривой различается в зависимости от подключения/отключения электроприборов, и даже глазом угадываются характерные для приборов формы. Так, на фиг. 12 представлена диаграмма с множественными подключениями, на фиг. 13 – та же диаграмма с пояснениями изменений.FIG. 12-14 show low-frequency current oscillograms, which clearly characterize the aggregate operation of a number of electrical appliances for a long period of time when they are turned on, turned off, and worked together. The presented diagrams show the change in current at multiple loads. They show that the nature of the curve differs depending on the connection / disconnection of electrical appliances, and even the eye can guess the shapes characteristic of the devices. Thus, in FIG. 12 is a multiple connection diagram, FIG. 13 is the same diagram with explanations of the changes.

Измерения производились 20.07.2019 и показали следующее:The measurements were taken on July 20, 2019 and showed the following:

в 09:41:20 включен компьютер;at 09:41:20 the computer is turned on;

в 09:43:00 включен принтер;at 09:43:00 the printer is turned on;

в 09:42:20 напечатана страница, отсечено незначительным скачком кривой;at 09:42:20 a page is printed, clipped with a slight jump in the curve;

в 09:47:00 включен чайник;the kettle is turned on at 09:47:00;

в 09:49:40 чайник выключен;at 09:49:40 the kettle is turned off;

с 09:51:30 по 09:53:00 работа миксера;from 09:51:30 to 09:53:00 mixer operation;

с 09:54:00 по 09:55:00 работа микроволновой печи;from 09:54:00 to 09:55:00 microwave oven operation;

с 09:55:00 по 09:56:30 был включен принтер;from 09:55:00 to 09:56:30 the printer was turned on;

в 09:58:00 включился холодильник.at 09:58:00 the refrigerator turned on.

На фиг. 14 представлена диаграмма тока низкочастотная, снятая с осциллографа, шаг сетки 5 мин, с указанием электроприборов при множественной нагрузке. Измерения сделаны 17 декабря 2019 г. В сеть были включены поочерёдно и в ряде случаев одновременно холодильник, чайник, бойлер, обогреватель, электроплита, насос, стиральная машина. Электроприборы периодически включались и отключались. Изменения характеристик тока наглядно представлены на диаграмме, полученной с осциллографа.FIG. 14 shows a diagram of a low-frequency current taken from an oscilloscope, a grid step of 5 min, indicating electrical appliances with multiple loads. The measurements were made on December 17, 2019. The network was connected in turn and in some cases at the same time a refrigerator, kettle, boiler, heater, electric stove, pump, washing machine. Electrical appliances were periodically switched on and off. Changes in current characteristics are clearly shown in a diagram obtained from an oscilloscope.

Из диаграмм видно, как меняются характеристики тока в зависимости от подключения и отключения различных бытовых приборов в сети.The diagrams show how the current characteristics change depending on the connection and disconnection of various household appliances in the network.

При выявлении различий в значении тока сети, превышающих установленное значение, процессор 3 через 50% времени переходного периода (задается в параметрах) извлекает из блока памяти 9 значения тока за период времени переходного периода и отправляет блок полученных данных, содержащий значения тока в период времени переходного периода, посредством модуля связи 7 в информационно-аналитическую систему 5. Блок данных – данные о характеристиках тока за период времени. Блок данных содержит: идентификатор устройства, метки времени получения данных, данные значений тока к меткам времени. Идентификатор устройства – номерной уникальный код устройства, хранится в памяти устройства, передаётся в аналитическую систему в составе блока данных. Информационно-аналитическая система может быть реализована с использованием существующих технологий BigDATA. Могут быть использованы существующие на рынке товаров и услуг информационно-аналитические системы, например GUAVUS, DATAROBOT и т.п., с адаптацией под указанные цели, или разработанные варианты под поставленные конкретные задачи с использованием стандартных оболочек, программного обеспечения и языков программирования.When differences are detected in the mains current value exceeding the set value, the processor 3 after 50% of the transition period (set in the parameters) extracts from the memory block 9 the current values for the transient period and sends a block of received data containing the current values during the transition period. period, through the communication module 7 to the information and analytical system 5. Data block - data on the characteristics of the current for a period of time. The data block contains: device identifier, time stamps for receiving data, data of current values to time stamps. Device identifier - a numbered unique code of the device, stored in the device memory, transmitted to the analytical system as part of a data block. The information and analytical system can be implemented using existing BigDATA technologies. Information and analytical systems existing on the market of goods and services, for example GUAVUS, DATAROBOT, etc., with adaptation to the specified goals, or developed options for specific tasks using standard shells, software and programming languages can be used.

Информационно-аналитическая система 5 принимает от процессора 3 блоки данных, записывает блоки данных и сохраняет значения тока за всё время наблюдений с привязкой к идентификатору устройства, с которого поступили блоки данных, и отметки о переходных периодах с записью более подробных данных по каждому переходному периоду.The information-analytical system 5 receives data blocks from the processor 3, records data blocks and stores current values for the entire observation period with reference to the identifier of the device from which the data blocks were received, and marks about transition periods with the recording of more detailed data for each transition period.

Информационно-аналитическая система 5 сравнивает данные об изменении тока в отдельной точке наблюдения за установленный период времени с данными о типовом характере переходных процессов, хранящимися в информационно-аналитической системе 5, идентифицирует переходный процесс, присваивает переходному процессу идентификатор в соответствии с совпадениями. Идентификация переходного процесса – это определение, какое событие произошло: если совпало с каким-либо эталонным переходным процессом, например включением стиральной машины, значит, произошло включение стиральной машины; если в общем совпало с эталонным процессом, но есть отклонения, значит сбой в работе. По типам отклонений можно идентифицировать характер сбоя.The information-analytical system 5 compares the data on the change in the current at a separate observation point for a set period of time with the data on the typical nature of transients stored in the information-analytical system 5, identifies the transient process, assigns an identifier to the transient process in accordance with the coincidences. Transient identification is the definition of what event occurred: if it coincided with any reference transient, for example, turning on the washing machine, then the washing machine was turned on; if, in general, it coincided with the reference process, but there are deviations, then there is a malfunction. By the types of deviations, the nature of the failure can be identified.

Конечным результатом является получение пользователем информации о состоянии приборов, включенных в контур на указанный момент времени, об истории событий за период времени, аварийных сигналах по событиям, настраиваемым пользователем. Рассматриваемый способ позволяет идентифицировать события: включения, отключения, нормальную работу и нарушения в работе электрического оборудования.The end result is the receipt by the user of information about the state of the devices included in the circuit at a specified point in time, about the history of events for a period of time, and alarms by user-configurable events. The considered method allows you to identify events: switching on, off, normal operation and disturbances in the operation of electrical equipment.

Мониторинг событий с применением рассматриваемого способа можно проводить как в точке подключения электрооборудования к электрической сети, так и в контуре электрической сети, в котором находятся несколько электрических приборов – потребителей электроэнергии при условии, что контур имеет одну точку питания.Monitoring of events using the considered method can be carried out both at the point of connection of electrical equipment to the electrical network, and in the circuit of the electrical network, in which there are several electrical devices - consumers of electricity, provided that the circuit has one power point.

Подразумевается, что идентификация событий (включений, отключений, нормальной работы, нарушений в работе электрического оборудования) позволяет выявлять нарушения в работе технологических систем непосредственно в момент их возникновения (наступление или не наступление события включения/отключения, отклонения в работе) и предотвращать более серьезные аварийные ситуации.It is understood that the identification of events (inclusions, shutdowns, normal operation, disturbances in the operation of electrical equipment) allows detecting disturbances in the operation of technological systems immediately at the time of their occurrence (the onset or non-occurrence of an on / off event, deviations in operation) and to prevent more serious emergency situations.

Кроме того, идентификация таких событий может быть полезна, например, для бытовых потребителей и промышленных потребителей с целью формирования графиков указанных событий, прогнозирования нагрузки, разработки мероприятий по оптимизации энергопотребления или выявления событий, означающих нарушение безопасности или несанкционированные действия.In addition, the identification of such events can be useful, for example, for residential consumers and industrial consumers in order to form the schedules of these events, predict the load, develop measures to optimize energy consumption, or identify events that indicate security breaches or unauthorized actions.

В частности, один из примеров использования – предоставление пользователю возможности повышения заботы о своих близких, например о старшем поколении. Для этой цели пользователь может осуществить мониторинг контролируемой квартиры, дома и получать на свой смартфон информацию о состоянии электроснабжения контролируемого объекта. Например, можно установить сигналы тревоги на смартфоне для определенных ситуаций: свет не включался в обычное время и в течение 30 мин после наступления темноты; электроплита не выключалась в течение более двух часов и т.п.In particular, one use case is to provide the user with an opportunity to increase care for their loved ones, for example, the older generation. For this purpose, the user can monitor the monitored apartment, house and receive information on the state of power supply of the monitored object on his smartphone. For example, you can set alarms on your smartphone for certain situations: the light did not turn on at normal times and for 30 minutes after dark; the electric stove has not been switched off for more than two hours, etc.

Сущность изобретения состоит в обеспечении возможности мониторинга электротехнических параметров в проводнике, питающем контролируемый сегмент сети (например, в случае с бытовым потребителем – электрическая сеть дома или квартиры), регистрации изменения характеристик на отрезке времени, сравнение зарегистрированных данных с набором данных, типичных для рассматриваемого оборудования, и идентификация произошедшего события.The essence of the invention is to provide the possibility of monitoring electrical parameters in the conductor supplying the monitored network segment (for example, in the case of a household consumer - the electrical network of a house or apartment), recording changes in characteristics over a period of time, comparing the recorded data with a set of data typical for the equipment in question , and identification of the event that occurred.

Для реализации способа мониторинга может быть использована система мониторинга энергопотребления в контуре в обособленном участке электрической сети, содержащем один или более электроприемников, содержит соединительный узел, под которым понимается точка, в которой соединяются три (или более) проводника электрической цепи. В нашем случае после точки соединения с распределительной сетью на некотором отдалении идёт разветвление питающего проводника для питания некоторого количества приборов-потребителей. Способ предполагает осуществление контроля на отрезке от точки соединения с распределительной сетью до разветвления. Соединительный узел соединяет обособленный участок электрической сети с основной (распределительной) сетью. Через питающий проводник поступает электроэнергия от блока питания 8. Система содержит датчик электрического тока 2. В образце использованы два датчика тока: датчик тока типа Пояс Роговского и датчик Холла – для контрольного дублирования снимаемых показаний. Практика показала, что достаточно одного датчика. Датчик может быть бесконтактным, а передача данных может осуществляться с помощью WiFi-роутера.To implement the monitoring method, a system for monitoring energy consumption in a circuit in a separate section of an electrical network containing one or more electrical receivers can be used, contains a connecting node, which is understood as a point at which three (or more) conductors of an electrical circuit are connected. In our case, after the point of connection with the distribution network, at some distance, there is a branching of the supply conductor to supply a certain number of consumer devices. The method involves monitoring the section from the point of connection with the distribution network to the branch. The connecting node connects a separate section of the electrical network with the main (distribution) network. Electricity from the power supply 8 is supplied through the supply conductor. The system contains an electric current sensor 2. The sample uses two current sensors: a Rogowski Belt type current sensor and a Hall sensor for control duplication of the readings. Practice has shown that one sensor is enough. The sensor can be contactless, and data transmission can be carried out using a WiFi router.

Данные способ может быть реализован с использованием стандартного оборудования, приборов, программного обеспечения в условиях современного технического производства.This method can be implemented using standard equipment, instruments, software in the context of modern technical production.

Claims (9)

1. Способ мониторинга энергопотребления в обособленном участке электрической сети, содержащем один или более электроприемников, связанном с источником электроэнергии, выполненном с возможностью определения параметров тока указанного обособленного участка электрической сети, например датчиком тока,1. A method for monitoring energy consumption in a separate section of an electrical network, containing one or more electrical receivers associated with a source of electricity, configured to determine the parameters of the current of the specified isolated section of the electrical network, for example, a current sensor, отличающийся тем, что characterized in that в информационно-аналитическую систему помещают сведения о нормативных значениях характеристик тока каждого электроприемника и/или типа каждого электроприемника, идентифицируют каждый электроприемник, формируя базу данных ситуаций, далее непрерывно измеряют и фиксируют текущее значение электрического тока обособленного участка электрической сети за указанный период времени и сопоставляют его с характеристиками электрического тока обособленного участка электрической сети за предыдущий период времени, данные непрерывных измерений передают в информационно-аналитическую систему (ИАС), в случае существенного изменения тока фиксируют переходный период, в который происходит изменение режима работы сети, отражающее включение, и/или выключение, и/или изменение режима работы электроприемника, полученные значения передают в информационно-аналитическую систему (ИАС), сравнивают с нормативными (типовыми), фиксируют и сохраняют их, образуя базу данных рабочих ситуаций по каждому из электроприемников, по различиям в характере изменений между вновь определенным (действующим) и нормативным значениями тока соответствующего электроприемника делают вывод на основании базы данных ситуаций о работе соответствующего электроприемника.the information and analytical system contains information about the standard values of the characteristics of the current of each electrical receiver and / or the type of each electrical receiver, identifies each electrical receiver, forming a database of situations, then continuously measures and fixes the current value of the electric current of an isolated section of the electrical network for a specified period of time and compares it with the characteristics of the electric current of a separate section of the electrical network for the previous period of time, the data of continuous measurements are transmitted to the information and analytical system (IAS), in the event of a significant change in current, a transition period is recorded in which the network operating mode changes, reflecting switching on and / or switching off , and / or a change in the operating mode of the electrical receiver, the obtained values are transmitted to the information and analytical system (IAS), compared with the standard (typical) ones, recorded and saved, forming a database of working situations for each of the electrical receivers, based on the differences in the nature of changes between the newly determined (current) and standard values of the current of the corresponding electrical receiver, a conclusion is made on the basis of a database of situations about the operation of the corresponding electrical receiver. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что существенным изменением тока в переходный период времени считают изменение на 5–20%, полученные значения передают в информационно-аналитическую систему (ИАС).2. The method according to claim 1, characterized in that a significant change in the current in the transient period of time is considered to be a change of 5–20%, the obtained values are transmitted to the information-analytical system (IAS). 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переходный период времени, в который происходит изменение режима работы сети, отражающее включение, и/или выключение, и/или изменение режима работы электроприемника, составляет от 400 до 1000 мс. 3. The method according to claim. 1, characterized in that the transition period of time in which the change in the network operating mode, reflecting the switching on and / or switching off, and / or the change in the operating mode of the electrical receiver, is from 400 to 1000 ms. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нормативные значения характеристик потребления тока электроприемниками определяют по результатам работы в одиночном режиме в течение длительного периода времени от 5 до 50 часов.4. The method according to claim. 1, characterized in that the standard values of the characteristics of current consumption by electrical consumers are determined by the results of operation in a single mode for a long period of time from 5 to 50 hours. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, если в случае сопоставления вновь определенных и нормативных значений тока соответствующего электроприемника не удается однозначно идентифицировать прибор, сопоставляют вновь определенные значения тока с характеристиками тока, выявленными за длительный период времени.5. The method according to claim 1, characterized in that if, in the case of comparing the newly determined and standard values of the current of the corresponding electrical receiver, it is not possible to unambiguously identify the device, the newly determined current values are compared with the current characteristics identified over a long period of time. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что длительный период времени составляет от 10 часов.6. The method according to claim 5, characterized in that the long period of time is from 10 hours. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в информационно-аналитическую систему отправляются только переходные процессы и низкочастотные записи значений тока.7. The method according to claim 1, characterized in that only transient processes and low-frequency records of current values are sent to the information-analytical system.
RU2020121371A 2020-06-26 2020-06-26 Method for monitoring power consumption within separate section of power network RU2749088C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121371A RU2749088C1 (en) 2020-06-26 2020-06-26 Method for monitoring power consumption within separate section of power network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121371A RU2749088C1 (en) 2020-06-26 2020-06-26 Method for monitoring power consumption within separate section of power network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2749088C1 true RU2749088C1 (en) 2021-06-04

Family

ID=76301378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020121371A RU2749088C1 (en) 2020-06-26 2020-06-26 Method for monitoring power consumption within separate section of power network

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2749088C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769585C1 (en) * 2021-08-23 2022-04-04 Станислав Игоревич Жданов Monitoring and maintenance system for biological treatment plants

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0862258B1 (en) * 1997-02-26 2007-12-19 Prysmian Cavi e Sistemi Energia S.r.l. Method and system for transporting electric power in a link
RU2437105C2 (en) * 2006-09-08 2011-12-20 ПРОМИТИЭН ДИВАЙСЕЗ ЭлЭлСи Sensor, method and system for monitoring power lines
US9647454B2 (en) * 2011-08-31 2017-05-09 Aclara Technologies Llc Methods and apparatus for determining conditions of power lines
RU2652170C2 (en) * 2013-06-17 2018-04-25 Шнейдер Электрик Эндюстри Сас System for calculating electric quantity, transformer sub-station comprising such system and method for calculating electric quantity with such system
US10622838B2 (en) * 2016-02-12 2020-04-14 Laki Power Ehf Apparatus, system and method for power extraction

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0862258B1 (en) * 1997-02-26 2007-12-19 Prysmian Cavi e Sistemi Energia S.r.l. Method and system for transporting electric power in a link
RU2437105C2 (en) * 2006-09-08 2011-12-20 ПРОМИТИЭН ДИВАЙСЕЗ ЭлЭлСи Sensor, method and system for monitoring power lines
US9647454B2 (en) * 2011-08-31 2017-05-09 Aclara Technologies Llc Methods and apparatus for determining conditions of power lines
RU2652170C2 (en) * 2013-06-17 2018-04-25 Шнейдер Электрик Эндюстри Сас System for calculating electric quantity, transformer sub-station comprising such system and method for calculating electric quantity with such system
US10622838B2 (en) * 2016-02-12 2020-04-14 Laki Power Ehf Apparatus, system and method for power extraction

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769585C1 (en) * 2021-08-23 2022-04-04 Станислав Игоревич Жданов Monitoring and maintenance system for biological treatment plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8290635B2 (en) Reducing power consumption in a network by detecting electrical signatures of appliances
Aladesanmi et al. Overview of non-intrusive load monitoring and identification techniques
JP5752908B2 (en) Watch support system and watch support method
US20130066479A1 (en) Energy consumption disaggregation system
US20100090862A1 (en) Point-of-use energy monitoring and management
CN107453483A (en) A kind of dispatching of power netwoks control system
CN111323644B (en) Intelligent monitoring method and system based on electric energy meter
EP2496913A1 (en) Method and apparatus for monitoring power consumption
US20140058575A1 (en) Autonomous management of distribution transformer power load
CN103259276A (en) Automatic intelligent power distribution system and power distribution method
CN111708925B (en) Intelligent household appliance load identification system and method for residential user
RU2749088C1 (en) Method for monitoring power consumption within separate section of power network
CN109389521A (en) A kind of distribution network automated intelligent management system
CN105573233A (en) Circuit intelligence management system
CN103855807A (en) System, method and execution module capable of achieving domestic intelligent power grid management
US20140142875A1 (en) Appliance operation state detection
US10126336B2 (en) Energy usage device and energy information collecting device
US9335353B2 (en) Electric power consumption measuring mechanism
CN111328375A (en) System and method for detecting power theft using a meter data solution set
CN115347619A (en) Intelligent monitoring terminal for distributed photovoltaic
GB2522678A (en) Power measurement
KR20140140198A (en) Method and apparatus of demand-response electric consumption control for electric equipment not supporting demand-response function
US20190353691A1 (en) Electricity submeter
Diefenderfer et al. Power sensor applications in a load management network for a residential microgrid
Cheng et al. Development of a Smart Meter with Non-intrusive Load Monitoring Function