[发明专利]一种用于非侵入式负载监测和处理的系统和方法

说明书

技术领域

本公开总体涉及一种通过使用一个电表监测在住宅或商业环境中电力负载的负载特性，并识别特定类型的负载和它们各自的运行情况的方法和系统。更具体地，本公开涉及一种监测电力负载的负载特性并传达与每个负载有关的识别信息到系统操作员或第三方以供检查、分析以及可能的与电力负载所有人/操作员直接通信的方法和系统。 

背景技术

商业设施中的电力公共事业对监测他们客户的详细电力消费曲线，以分析所使用的能源数量并监测峰值负载水平和这些峰值的时间很感兴趣。通常情况下，监测这种能量消耗适用于完整的住宅或营业所设施，因为监测住宅或设施包含的每个单独电器的能量消耗，通常需要在设施内的每个电力负载上放置一个监测装置。然而，获知设施内的每个单独负载的能耗，将在监测能量消耗中给所有者和公用事业提供额外的信息。 

为尝试监测设施内的每个单独电力负载的能量消耗，开发了跟踪设施内电力负载的能量消耗，而不需要单独监测每个负载的系统和方法。实施该类型监测的一种技术被称为非侵入式负载监测。非侵入式负载监测器(NILM)，是用于从建筑物之外实施的测量，来确定建筑物中主要电力负载运行计划的装置。非侵入式负载监测自20世纪80年代出现(参见哈特美国专利号4858141(Hart U.S.Patent No.4,858,141))。非侵入式负载监测一般是对进入一所住宅的电压和电流变化进行分析，并从这些变化推断住宅里使用的是什么电器以及其各自的能量消耗的过程。NILM比较来自住宅的能量消耗信息，如记录在电表上的，并将能量消耗信息和已知的各种不同类型电力负载的负载曲线进行比较。 

虽然非侵入式负载监测已出现多年，应用和其他有关各方一直无法发挥非侵入式负载监测器获得的信息的杠杆作用。 

发明内容

本公开涉及一种用于对一个设施内的一个或多个电力负载进行非侵入式监测和识别的系统和方法。该系统一般包括一个电表，安放后用来监测在住宅或营业所环境中的一系列负载的负载特性，如电压，电流和相位。该电表包括一个电流监测 器和一个电压监测器，用来接收设施的负载特性，并将负载特性转换为数字电压信号和数字电流信号。 

在本公开的一个实施例中，电表内包含一个相关器，配置后用来接收数字电压信号和数字电流信号并将选定的信号属性与同样存储在电表中的多个代表性的负载特征相比较。基于数字电压信号、数字电流信号和所存储的代表性负载特征之间的比较，电表内的相关器会识别一个特定的型号(例如，制造商型号)和/或在被监测设施内运行的各种电力负载的类型(例如，设备类型)。 

负载的识别信息，以及每天的时间使用信息，从电表被传递到一个远程地点，例如由公用事业或一个单独的数据聚合器提供的一个后端服务器。负载识别信息可以在被传递到远程位置之前，存储在电表中一段时间，或几乎可以被实时中继。在一个替代实施例中，远程应用的后端或数据聚合器包括负载曲线存储设备，例如非易失性存储器，以及相关器，使得负载识别步骤在电表外部执行。在每种情况下，相关器和负载曲线存储装置相结合，以识别具体类型和/或被监测设施上运行的电力负载。 

通过将设施的运行负载曲线与所存储的负载特征进行比较，一旦识别出电力负载的具体类型和/或型号，本公开的系统和方法可以发送关于该设施内电力负载具体运行情况的电子邮件或其他类型消息到住宅/营业所所有者。举个例子，消息可能会被发送到住宅/营业所所有者，建议其改变电力负载的运行时间，通过在非高峰期间运行电力负载，以减少住宅/营业所所有者的电力应用账单。此外，信息可以被发送到住宅/营业所所有者，用来提示更换电力负载或提示需要在电力负载上执行的服务，以便使电力负载更有效的运行。 

在另一个设想的实施例中，电力负载识别信息可以传递到第三方以供支付公用事业的订购费用。第三方可以是产品制造商、产品分销商、产品零售商或第三方数据提供商。第三方数据提供商，反过来，也可以与产品制造商、产品分销商或产品的零售商联系以按费用提供服务线路。 

本发明的各种其它特征、目的和优点将从以下描述及其附图中显而易见。 

附图说明

附图说明了目前设想的实施本公开的一种模式。在附图中： 

图1是本公开的一种非侵入式负载监测系统的示意性说明； 

图2是本公开的非侵入式负载监测系统的一个替代实施例； 

图3是可以存储在本公开的系统中的各种不同类型的负载曲线的示意图； 

图4是电表上的一个代表性负载；