WO2021180323A1 - Verfahren zur charakterisierung und identifizierung eines energieverbrauchers in einem versorgungsnetz, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents
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- WO2021180323A1 WO2021180323A1 PCT/EP2020/056621 EP2020056621W WO2021180323A1 WO 2021180323 A1 WO2021180323 A1 WO 2021180323A1 EP 2020056621 W EP2020056621 W EP 2020056621W WO 2021180323 A1 WO2021180323 A1 WO 2021180323A1
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- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
Definitions
- a consumer is to be understood as any type of device that is installed in a predetermined environment and, when used properly, draws energy from an energy supply network accordingly.
- the environment can be any type of environment or (sub) network; the following lists are not to be understood as exhaustive. It can be a private household, for example, household appliances such as refrigerators, washing machines, televisions or lighting could be named as consumers. It can also be a (public) building, such as a school with classrooms and common rooms, or an office building with various office units.
- An industrial environment is also conceivable, for example a production hall with a system consisting of corresponding processing stations or any other commercial system, regardless of size.
- a measuring device is assigned to a simple consumer, the consumption is recorded and, if necessary, assigned to observable operating states.
- the known classification method is based on typical consumer behavior models (as a device type) and is therefore limited to consumers characterized in a typology.
- a small proportion of inductive load (from the motor) plus a high proportion of ohmic load (from the heater) are measured, both Relatively similar, but less than, for example, a fan heater.
- Allocation of individual devices to measurement results at a central point has so far only been possible through administrative allocation (for example with the help of a logbook), or equipping devices and measuring points with appropriate communication options, which, due to the effort involved, only applies to a few application situations would restrict.
- the object of the invention is to provide an improved method with the aid of which it is possible to identify an energy consumer in a supply network.
- the method according to the invention characterizes an energy consumer in a supply network which comprises electronic components which are functionally connected to one another in the form of electrical circuits.
- a characteristic component behavior over a period of time is known for at least some of the components contained in the energy consumer. Components can also behave more than one characteristic component, but at least one of the listed behaviors is advantageously included:
- the characteristic component behavior can move within a predetermined tolerance range, depending on the type of behavior (voltage, induction, start-up, progression over time).
- An energy consumer in a supply network which comprises components, is then identified according to the invention in a further embodiment with the following steps: a) recording activities in the supply network over a (predetermined) period of time, b) examining the recorded activities after events of characteristic component behavior according to the method outlined above, c) creating an indexing of characteristic events recognized (in step b), d) formation of event groups taking into account previous and / or subsequent events to form characteristic event patterns, and on the basis of the information Determination of the energy consumption based on the characteristic component pattern.
- the recorded activities are examined with the indexing of recognized characteristic event groups for groups of event patterns and, taking into account temporally preceding and / or subsequent event patterns, to form patterns-of-patterns and f) a second indexing of recognized characteristic patterns -to-create-of-patterns.
- method steps e) and f) are repeated at least once to improve the result.
- Activities can be recorded with the help of at least one intelligent (electricity) meter, also known as a SmartMeter.
- intelligent (electricity) meter also known as a SmartMeter.
- the inventive device for identifying an energy consumer in a supply network comprises at least a) a recording device for recording activities in the supply network over time, b) an analysis device for examining the recorded activities after events of known characteristic component behavior, c) a Evaluation unit for indexing recognized cha racteristic events, and for the formation of event groups taking into account previous and / or subsequent events to characteristic He event patterns, so that on the basis of the information, a determination of the energy consumer based on the characteristic rule component pattern can be done.
- the analysis unit is also suitable and designed to index recognized characteristic event groups to groups of event patterns in the recorded activities, taking into account temporally preceding and / or subsequent event patterns as patterns of - Carry out patterns and use them for a second indexing of recognized characteristic patterns-of-patterns.
- FIG. 1 shows an exemplary sequence of the method according to the invention
- FIG. 2 shows an overview of the essential components of the device according to the invention.
- An energy consumer VI, V2, V3, at least in the private field also referred to as an electrical device, consists, depending on the complexity, of a more or less large number of electronic components BT1, BT2, BT4 and BT4, which are in the form of electrical Circuits are functionally connected to one another and thus implement the functionality of the consumer.
- the solution according to the invention comprises the following aspects of the characterization of the electrical components installed in the energy consumer: an automated typing and, based on this, a subsequent automated semantic classification of the consumers.
- a characterization according to the invention of consumers VI, V2, V3 takes place on the basis of characteristic properties of components BT1, BT2, BT4 and BT4 installed in these consumers or controlled by these consumers or their variation within tolerance ranges of the respective property.
- Load switches and relays cause strong current and / or voltage fluctuations on the load side and, under certain circumstances, strong voltage peaks on the control side.
- Thyristors cause dips in the sinusoidal curves, due to the different control individual components can be differentiated.
- Fuses cause voltage drops.
- Line influences can be recognizable: the use of a cable drum shows v. a. inductive effects, an extension line or a distributor of ohmic resistance, parallel laying leads to crosstalk.
- Motors each have a characteristic start-up and braking behavior, which can also vary depending on the state of wear of the parts.
- Active converters e.g. DC / DC
- DC / DC Active converters
- diodes change half-waves
- varistors may flatten voltage curves.
- the measurement according to the invention which aims at the detection of such properties, that is to say beyond pure load-oriented measurements and in particular with high temporal resolution, it is possible in this way to detect components in subnetworks.
- an image of the activities is available as a recording in the subnet, which is based on identifiable components, e.g. E.g. different thyristors, correlations between component activities (e.g. motor runs after switch bouncing) and larger contexts (e.g. a first engine always runs for 20 seconds, a second engine in parallel) can be investigated.
- identifiable components e.g. E.g. different thyristors
- correlations between component activities e.g. motor runs after switch bouncing
- larger contexts e.g. a first engine always runs for 20 seconds, a second engine in parallel
- the record 10 of the activities (P) over a period t, shown in the diagram 4, is searched for characteristic behavior according to the component properties described above, 13, the record 4 is then indicated accordingly 14 (bouncing, thyristor intervention, phase shift Behavior, load jump, harmonics depending on the load, etc.), for example with suitable "event marks”.
- Pattern identification is used to search for identical or similar patterns for patterns identified in this way from individual events and respectively neighboring events in the overall recording, 15; these are in turn indexed ("pattern marks”), 16.
- clusters of similar entities will develop which correspond to “types” of consumers, but not necessarily directly to devices.
- the semantic assignment is done manually by someone familiar with the situation making corresponding assignments (... "At that point in time only the washing machine was running"). With a sufficient number of locally determined consumer types, however, contact can also be made with a central point (e.g. cloud service provider), which can fall back on a comprehensive collection of corresponding semantically indexed entity signatures.
- a central point e.g. cloud service provider
- the signatures for typical devices are modeled, e.g. from theirs Manufacturers, so that a more refined detection is possible (e.g. operating states, component wear, etc.).
- the method according to the invention enables previously unknown consumers to be identified, since no preliminary assumptions are made with regard to the type of consumer
- the aim of measurement is, after all, the detection of devices in their respective part of their life cycle.
- the proposed method is device-agnostic, since only assumptions are made about typical components, but not about the individual devices.
- the proposed method can advantageously be used in demand response management systems or in troubleshooting.
Abstract
Das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung umfassen die folgenden Aspekte der Charakterisierung der in dem Energie- Verbraucher verbauten elektrischen Bauteile: eine automatisierte Typisierung und darauf basierend eine nachgeordnete automatisierte semantische Einordnung der Verbraucher. Eine erfindungsgemäße Charakterisierung von Verbrauchern ersen folgt anhand von charakteristischen Eigenschaften von in die Verbrauchern verbauten oder von diesen Verbrauchern ange steuerten Bauteilen oder deren Variation innerhalb von Toleranzbereichen der jeweiligen Eigenschaft.
Description
Beschreibung
Verfahren zur Charakterisierung und Identifizierung eines Energieverbrauchers in einem Versorgungsnetz, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erkennung von elektrischen Verbrauchern in Versorgungs- Netzen spielt eine wichtige Rolle bei fortgeschrittenen Me thoden zu Energieeinsparung und -management und auch bei der Fehlersuche. Unter einem Verbraucher ist dabei jede Art von Gerät zu verstehen, welches in einer vorbestimmten Umgebung installiert ist und bei ordnungsgemäßer Verwendung entspre chend Energie aus einem Energieversorgungsnetz entnimmt.
Die Umgebung kann dabei jede Art von Umgebung oder (Sub-)Netz sein, die folgenden Aufzählungen sind nicht abschließend zu verstehen. Es kann sich beispielsweise um einen privaten Haushalt handeln, hier wären als Verbraucher beispielsweise Haushaltsgeräte wie Kühlschrank, Waschmaschine, Fernseher o- der Beleuchtung zu nennen. Es kann sich auch um ein (öffent liches) Gebäude handeln, wie eine Schule mit Unterrichtsräu men und Aufenthaltsräumen, oder ein Bürogebäude mit verschie denen Büroeinheiten.
Auch eine industrielle Umgebung ist vorstellbar, beispiels weise eine Fertigungshalle mit Anlage bestehend aus entspre chenden Bearbeitungsstationen oder jede andere beliebige ge werbliche Anlage, unabhängig von der Größe.
Im einfachsten Fall und bei bekannter und zugänglicher Topo logie wird ein Messgerät einem einfachen Verbraucher zugeord net, der Verbrauch erfasst und ggf. beobachtbaren Betriebszu ständen zugeordnet.
Schwieriger ist eine Erfassung und Zuordnung von Verbrauchern bei komplexeren Situationen mit einer Vielzahl von beteilig ten Geräten, gegebenenfalls organisiert in Subnetzen, die von einer zentralen Stelle aus beobachtet werden sollen. Beispiel wäre ein Haus mit zahlreichen unterschiedlichen und wechseln den Verbrauchern, die von einer Vorrichtung am Zähler aus er-
fasst und beobachtet werden sollen, um beispielsweise Vor schläge zu Sparmaßnahmen zu generieren oder Schaltvorgänge auszulösen.
Es ist bereits bekannt, ein präzises Lastprofil zu erstellen, bei dem einzelne Gerätetypen anhand charakteristischer Ver brauchssignaturen basierend auf der grundlegenden Funktions weise erkannt und identifiziert werden können. Entsprechende präzise Messgeräte für den Energieverbrauch über eine Nut zungszeit sind bereits verfügbar, beispielsweise SmartMeter.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der Veröffentli chung „Gewinnung von Verhaltensprofilen am intelligenten Stromzähler" von Klas J. Müller, aus Datenschutz und Datensi cherheit (DuD), Ausgabe 6/2010, bereits bekannt. https:// w .secorvo.de/publikationen/verhaltensprofile-smart- meter-mueller-2010 .pdf
In dem Artikel werden verschiedene Kriterien aufgeführt, mit tels derer Geräte identifiziert werden können. Beispielhaft aufgeführt werden in dem Artikel Geräte wie ein Backofen, Heizlüfter, Kühlschrank, Spülmaschine und weitere gängige Haushaltsgeräte, welche sich durch
- Leistungsaufnahme,
- Leistungsverlauf / Lastprofil,
- Charakteristischen Arbeitszyklus,
- Typischer Nutzungszeitpunkte und
- Verwendungshäufigkeit deutlich und erkennbar unterscheiden.
15 Minuten wird dabei als Länge der Messintervalle in dem be schriebenen Fall als ausreichend feingranular empfunden.
Das bekannte Klassifizierungsverfahren orientiert sich an an wendungstypischen Verhaltensmodellen der Verbraucher (als Ge rätetyp) und ist damit auf in einer Typologie charakterisier te Verbraucher beschränkt. Im Fall eines Föns misst man einen geringen Anteil induktiver Last (durch den Motor) zuzüglich eines hohen Anteils ohmscher Last (durch die Heizung), beides
im Verhältnis zwar ähnlich, aber geringer als beispielsweise bei einem Heizlüfter.
Durch das bekannte Vorgehen können dabei unterschiedliche Ge rätearten erkannt, nicht aber verschiedene individuelle Gerä te („Inkarnationen") der gleichen Geräteart unterschieden werden.
Eine Zuordnung individueller Geräte zu Messergebnissen an ei ner zentralen Stelle ist bislang nur durch eine administrati ve Zuordnung (beispielsweise mit Hilfe eines Logbuchs) mög lich, oder eine Ausrüstung von Geräten und Messstellen mit entsprechenden Kommunikationsmöglichkeiten, was sich aufgrund des Aufwands auf wenige Anwendungs-Situationen beschränken würde.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren an zugeben, mit Hilfe dessen es ermöglicht wird, einen Energie verbraucher in einem Versorgungsnetz zu identifizieren.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkma len des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt eine Charakterisierung eines Energieverbrauchers in einem Versorgungsnetz durch, der elektronische Bauteile umfasst, die in Form von elektrischen Schaltungen miteinander funktional verbunden sind.
Dabei ist von zumindest einigen der in dem Energieverbraucher enthaltenen Bauteilen ein charakteristisches Bauteilverhalten über einen Zeitverlauf bekannt.
Bauteile können auch mehr als ein charakteristisches Bauteil verhalten aufweisen, zumindest jedoch eine der aufgeführten Verhaltensweisen ist vorteilhafterweise umfasst:
- ein Prellverhalten eines Schalters,
- Strom- und/oder Spannungsschwankungen,
- Spannungsabfälle oder -spitzen,
- ein abgeflachter Spannungsverlauf,
- Einbrüche im Sinusverlauf,
- induktive Auswirkungen,
- Anlauf- und/oder Bremsverhalten,
- Dämpfungsverhalten, oder
- Oberwellen im jeweiligen Verbrauchsverhalten des Bauteils.
Das charakteristische Bauteilverhalten kann sich in einer weiteren Ausführungsform, abhängig von der Art des Verhaltens (Spannung, Induktion, Anlauf, Verlauf in der Zeit) innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs bewegen.
Eine Identifizierung eines Energieverbrauchers in einem Ver sorgungsnetz, welcher Bauteile umfasst, erfolgt dann erfin dungsgemäß in einer weiteren Ausprägung mit den folgenden Schritten: a) Aufzeichnung von Aktivitäten in dem Versorgungsnetz über einen (vorbestimmten) Zeitraum, b) Untersuchen der aufgezeichneten Aktivitäten nach Ereignis sen von charakteristischem Bauteilverhalten gemäß dem oben ausgeführten Verfahren, c) Erstellen einer Indizierung von (in Schritt b) erkannten charakteristischen Ereignissen, d) Bildung von Ereignisgruppen unter Berücksichtigung von zeitlich vorangegangenen und/oder nachfolgenden Ereignissen zu charakteristischen Ereignis-Mustern, und auf Basis der Informationen Ermittlung des Energiever brauchers anhand des charakteristischen Bauteil-Musters.
Es ist dabei weiterhin möglich, in weiteren Verfahrens- Schritten
e) die aufgezeichneten Aktivitäten mit der Indizierung von erkannten charakteristischen Ereignisgruppen auf Gruppen von Ereignis-Mustern untersucht werden und unter Berücksichtigung von zeitlich vorangegangenen und/oder nachfolgenden Ereignis- Mustern Muster-von-Muster zu bilden und f) eine zweite Indizierung von erkannten charakteristischen Muster-von-Mustern zu erstellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden zur Verbesserung des Ergebnisses die Verfahrens-Schritte e) und f) zumindest einmal wiederholt.
Die Aufzeichnung von Aktivitäten kann mit Hilfe zumindest ei nes intelligenten (Strom-)Zählers, auch bekannt als SmartMe- ter, erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Identifizierung eines Energieverbrauchers in einem Versorgungsnetz umfasst zumin dest a) eine Aufzeichnungsvorrichtung zur Aufzeichnung von Aktivi täten in dem Versorgungsnetz über einen Zeitverlauf, b) eine Analysevorrichtung zum Untersuchen der aufgezeichne ten Aktivitäten nach Ereignissen von vorbekannten charakte ristischem Bauteilverhalten, c) eine Auswertungseinheit zur Indizierung von erkannten cha rakteristischen Ereignissen, und zur Bildung von Ereignis gruppen unter Berücksichtigung von zeitlich vorangegangenen und/oder nachfolgenden Ereignissen zu charakteristischen Er eignis-Mustern, so daß auf Basis der Informationen eine Er mittlung des Energieverbrauchers anhand des charakteristi schen Bauteil-Musters erfolgen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Analyseeinheit weiterhin geeignet und ausgebildet, in den aufgezeichneten Aktivitäten eine Indizierung von erkann ten charakteristischen Ereignisgruppen auf Gruppen von Ereig nis-Mustern unter Berücksichtigung von zeitlich vorangegange nen und/oder nachfolgenden Ereignis-Mustern als Muster-von-
Muster durchzuführen und für eine zweite Indizierung von er kannten charakteristischen Muster-von-Mustern zu verwenden.
Die Erfindung wird im Folgenden auch durch Figuren darge stellt. Dabei zeigt
Figur 1 einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 2 einen Überblick über die wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ein Energie-Verbraucher VI, V2, V3, zumindest im privaten Um feld auch als Elektrogerät bezeichnet, besteht, je nach Kom plexität, aus einer mehr oder weniger großen Anzahl von elektronischen Bauteilen BT1, BT2, BT4 und BT4, welche in Form von elektrischen Schaltungen miteinander funktional ver bunden sind und somit die Funktionalität des Verbrauchers um- setzen.
Die erfindungsgemäße Lösung umfasst die folgenden Aspekte der Charakterisierung der in dem Energie-Verbraucher verbauten elektrischen Bauteile: eine automatisierte Typisierung und darauf basierend eine nachgeordnete automatisierte semanti sche Einordnung der Verbraucher.
Eine erfindungsgemäße Charakterisierung von Verbrauchern VI, V2, V3, erfolgt anhand von charakteristischen Eigenschaften von in diesen Verbrauchern verbauten oder von diesen Verbrau chern angesteuerten Bauteilen BT1, BT2, BT4 und BT4 oder de ren Variation innerhalb von Toleranzbereichen der jeweiligen Eigenschaft.
Die charakteristischen Eigenschaften sind dabei je nach der Art des betroffenen Bauteils individuell ausgeprägt und kön nen sich völlig unterscheiden. Die folgende Aufzählung von solchen messbaren (Stör-)Effekten soll dabei lediglich einen Überblick bieten aber keine einschränkende Wirkung entfalten:
Schalter haben häufig ein charakteristisches Prellverhalten, also einen mechanisch ausgelösten Störeffekt, welcher ein kurzzeitiges mehrfaches Schließen und Öffnen eines Kontakts zur Folge hat, auch „Löschverhalten" (DC).
Lastschalter und -relais verursachen auf der Lastseite starke Strom- und/oder Spannungsschwankungen und auf der Steuerseite unter Umständen auch starke Spannungsspitzen.
Thyristoren verursachen Einbrüche in den Sinusverläufen, auf grund der unterschiedlichen Ansteuerung lassen sich einzelne Bauteil-Individuen unterscheiden.
Schmelzsicherungen verursachen Spannungsabfälle. Leitungseinflüsse können erkennbar sein: die Verwendung einer Kabeltrommel zeigt v. a. induktive Auswirkungen, eine Verlän gerungsleitung oder ein Verteiler ohmschen Widerstand, eine Parallelverlegung führt zu Übersprechen (crosstalk).
Motoren haben jeweils ein charakteristisches Anlauf- und Bremsverhalten, welches auch in Abhängigkeit vom Verschleiß zustand der Teile unterschiedlich ausfallen kann.
Drosseln und Filter weisen ein Dämpfungsverhalten auf.
Aktive Wandler (z.B. DC/DC) verursachen Oberwellen, Dioden verändern Halbwellen und Varistoren flachen unter Umständen Spannungsverläufe ab.
Mittels der erfindungsgemäßen Messung, die auf die Erkennung derartiger Eigenschaften abzielt, also über reine Last orientierte Messungen hinaus und insbesondere zeitlich hoch auflösend, ist auf diese Weise eine Erkennung von Bauteilen in Subnetzen möglich.
Nach einer Beobachtungsphase liegt ein Bild der Aktivitäten als Aufzeichnung im Subnetz vor, das auf identifizierbare Bauteile, z. B. verschiedene Thyristoren, Korrelationen zwi schen Bauteilaktivitäten (z. B. Motor läuft nach Schalter-
prellen an) und größeren Zusammenhängen (z. B. ein erster Mo tor läuft immer 20 Sekunden, ein zweiter Motor parallel dazu) untersucht werden.
Damit ist die Grundlage für eine automatisierte Typisierung gelegt. Diese erfolgt dabei nicht anhand vorgedachter Ver braucher sondern anhand Vorgefundener „Entitäten", d. h. er kannt wird einerseits ein Verbraucher: möglicherweise ein Heizlüfter an einer aufgerollten Kabeltrommel (mit erhöhter Induktivität, also nicht empfehlenswert), aber im Unterschied zu einer anderen Entität (identischer Heizlüfter, aber kor rekterweise an einer abgerollten Kabeltrommel, mit erheblich geringerer Induktivität).
Die automatisierte Typisierung wird wie folgt realisiert, auch in Figur 1 und 2 dargestellt:
Die Aufzeichnung 10 der Aktivitäten (P) über einen Zeitraum t, dargestellt in dem Diagramm 4, wird nach charakteristi schen Verhalten gemäß den oben beschriebenen Bauteileigen schaften abgesucht, 13, die Aufzeichnung 4 wird dann entspre chend indiziert 14 (Prellen, Thyristoreingriff, Phasenver schiebung, Lastsprung, Oberwellen in Abhängigkeit von Last verhalten usw.), beispielsweise mit geeigneten „Ereignismar ken".
Mittels Musterkennung wird zu so identifizierten Mustern aus einzelnen Ereignissen und jeweilig benachbarten Ereignissen in der Gesamtaufzeichnung weiter nach gleichen oder ähnlichen Mustern gesucht, 15, diese werden wiederum indiziert („Mus termarken"), 16.
Durch Variation der Basismuster (Zahl der Ereignisse, Länge des Betrachtungsintervalls, ...) und ggf. wiederholte Durch führung des Verfahrens, 26, entsteht eine Sammlung typischer Muster über den Aufzeichnungsverlauf, das Verfahren kann auf diesem Zwischenstand wiederholt werden, so dass „Muster der Muster" erkannt werden („Metamuster"). Wird das Verfahren nach Durchführung auf mehreren Ebenen geeignet abgebrochen (beispielsweise empirisch zu ermitteln), repräsentieren die
Metamuster die oben erwähnten Entitäten (also einzelne iden tifizierbare Verbraucher) im Subnetz.
Bei geeigneter Menge entsprechend ermittelter Entitäten wer den sich Häufungen ähnlicher Entitäten herausbilden, die „Ty pen" von Verbrauchern, allerdings nicht unbedingt direkt Ge räten, entsprechen.
Im einfachsten Fall erfolgt die semantische Zuordnung manu ell, indem ein Kenner der Situation entsprechende Zuordnungen vornimmt (... „zu dem Zeitpunkt lief nur die Waschmaschine"). Mit einer hinreichenden Menge von lokal ermittelten Verbrau cher-Typen kann aber auch Kontakt mit einer zentralen Stelle aufgenommen werden (z. B. Cloud-Dienstleister), die auf eine umfassende Sammlung entsprechender semantisch indizierter En- titäten-Signaturen zurückgreifen kann. In einer weiteren vor teilhaften Ausprägung sind für typische Geräte die Signaturen modelliert, z. B. von deren Herstellern, so dass eine verfei nerte Erkennung ermöglicht wird (z. B. Betriebszustände, Ver schleiß des Bauteils o. ä.).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Erkennung von bis dahin unbekannten Verbrauchern möglich, da keine Voran nahmen bzgl. der Art der Verbraucher getroffen werden, ein weiterer Vorteil ist die Charakterisierung von Verbrauchern in ihrer Einbau-/Anschlusssituation, die möglicherweise Ein fluss auf die mit der Messung verfolgten Ziele hat, schließ lich die Erkennung von Geräten in ihrem jeweiligen Lebenszyk lusabschnitt.
Das vorgeschlagene Verfahren ist dabei geräte-agnostisch, da nur Annahmen über typische Bauteile, aber nicht über die ein zelnen Geräte getroffen werden.
Das vorgeschlagene Verfahren ist vorteilhaft in Demand- Response-Management Systemen oder bei der Fehlersuche ein- setzbar.
Claims
1. Verfahren zur Charakterisierung (11) eines Energieverbrau chers (VI, V2, V3) in einem Versorgungsnetz (N), wobei der Energieverbraucher, elektronische Bauteile (BT1, BT2,
BT3) umfasst, welche in Form von elektrischen Schaltungen miteinander funktional verbunden ist, zur Umsetzung der Funk tionalität des Verbrauchers, wobei von zumindest einigen der in dem Energieverbraucher (VI, V2, V3) enthaltenen Bauteilen (BT1, BT2, BT3, BT4) ein charakte ristisches Bauteilverhalten über einen Zeitverlauf bekannt ist.
2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Bauteilverhalten zumindest eine der aufgeführten Verhaltensweisen umfasst:
- ein Prellverhalten insbesondere eines Schalters,
- Strom- und/oder Spannungsschwankungen,
- Spannungsabfälle oder -spitzen,
- ein abgeflachter Spannungsverlauf,
- Einbrüche im Sinusverlauf,
- induktive Auswirkungen
- Anlauf- und/oder Bremsverhalten,
- Dämpfungsverhalten
- Oberwellen.
3. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Bauteilverhalten sich abhängig von der Art des Verhaltens innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbe reichs bewegt.
4. Verfahren zur Identifizierung eines Energieverbrauchers in einem Versorgungsnetz, mit den Schritten a) Aufzeichnung von Aktivitäten (12)
b) Untersuchen (13) der aufgezeichneten Aktivitäten nach Er eignissen von charakteristischem Bauteilverhalten (11) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche c) Erstellen einer Indizierung (13) von in Schritt b) erkann ten charakteristischen Ereignissen, d) Bildung von Ereignisgruppen unter Berücksichtigung von zeitlich vorangegangenen und/oder nachfolgenden Ereignissen zu charakteristischen Ereignis-Mustern, und auf Basis der Informationen Ermittlung des Energiever brauchers anhand des charakteristischen Bauteil-Musters.
5. Verfahren gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in weiteren Verfahrens-Schritten e) die aufgezeichneten Aktivitäten mit der Indizierung von erkannten charakteristischen Ereignisgruppen in einem nächs ten Schritt auf Gruppen von Ereignis-Mustern untersucht (14) werden, unter Berücksichtigung von zeitlich vorangegangenen und/oder nachfolgenden Ereignis-Mustern, Muster-von-Muster bilden und f) eine zweite Indizierung von erkannten charakteristischen Muster-von-Mustern (15) erstellt wird.
6. Verfahren gemäß Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung des Ergebnisses die Verfahrens-Schritte e) (14) und f) (15) zumindest einmal wiederholt werden (6).
7. Verfahren gemäß eines der Patentansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung von Aktivitäten (12) mit Hilfe zumindest ei nes intelligenten Stromzählers (1) erfolgt.
8. Vorrichtung zur Identifizierung eines Energieverbrauchers in einem Versorgungsnetz a) mit zumindest einer Aufzeichnungsvorrichtung (1) zur Auf zeichnung von Aktivitäten in dem Versorgungsnetz über einen Zeitverlauf,
b) mit einer Analysevorrichtung (2) zum Untersuchen der auf gezeichneten Aktivitäten nach Ereignissen von vorbekannten charakteristischem Bauteilverhalten, c) einer Auswertungseinheit (3) zur Indizierung (13) von er kannten charakteristischen Ereignissen, und zur Bildung von Ereignisgruppen unter Berücksichtigung von zeitlich vorangegangenen und/oder nachfolgenden Ereignissen zu charakteristischen Ereignis-Mustern, und auf Basis der Informationen Ermittlung des Energieverbrau chers anhand des charakteristischen Bauteil-Musters.
9. Vorrichtung zur Identifizierung eines Energieverbrauchers in einem Versorgungsnetz gemäß Patentanspruch 8, wobei die Analyseeinheit (2) weiterhin geeignet und ausgebildet ist, in den aufgezeichneten Aktivitäten eine Indizierung von erkannten charakteristischen Ereignisgruppen auf Gruppen von Ereignis-Mustern unter Berücksichtigung von zeitlich vorange gangenen und/oder nachfolgenden Ereignis-Mustern als Muster- von-Muster durchzuführen und für eine zweite Indizierung von erkannten charakteristischen Muster-von-Mustern (15).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/EP2020/056621 WO2021180323A1 (de) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Verfahren zur charakterisierung und identifizierung eines energieverbrauchers in einem versorgungsnetz, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
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Publications (1)
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|---|---|
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