[发明专利]用于分层负载标识算法的实时执行的负载电源设备和系统

说明书

本发明涉及一种用于分层负载标识算法的实时执行的负载电源设备和系统。一种负载电源设备(4)包括：电力输入端(135)；至少一个电力输出端(10、12)，其用于至少一个负载(LD)；以及多个传感器(140、142、144)，其被构造为感测所述至少一个电力输出端处的电压和电流。处理器(132)被构造为提供以下项的实时执行：(a)多个负载标识算法(28、30、34)，以及(b)用于所述至少一个负载的事件检测(40)和操作模式检测(44)。

技术领域

公开的概念一般地涉及电力负载，更具体地说，涉及为此类负载提供电力的负载电源设备。公开的概念还涉及包括为电力负载提供电力的负载电源设备的能量系统。

背景技术

建筑物内部的插入电力负载(PEL)的电力消耗监视和能量管理通常被忽略。通过了解电力负载的操作模式(例如，操作状态)，可以通过对操作模式的有效管理和控制实现节能。此外，需要以自动、低成本和非侵入性方式将电力负载的操作模式和能量消耗传送到建筑物管理系统。

电力负载通常在插座电力信号(即，电压；电流；功率)中呈现独有的特征。此类负载特征提供一种可行机制，以便通过分析插座电力信号标识操作状态(例如但不限于活动；待机)。

现有建议包括使用从小波变换获得的小波系数和事件检测以便检测负载切换。此外，使用基本电力质量相关签名(例如，以下一个或多个：表观功率、cos(phi)、有功能量、无功能量、频率、周期、RMS电流、瞬时电流、RMS电压、瞬时电压、电流谐波THD(总谐波失真)百分比、电压谐波THD百分比、电流波形的谱含量、电压波形的谱含量、有功功率波形的谱含量、无功功率波形的谱含量、网络质量百分比、时间、日期、温度和湿度)作为用于标识负载及其操作状态的签名。

例如，当针对每个负载电流获得的电流值小于正常操作状态下每个负载电流的最大值的某一百分比时，负载处于待机模式。当插入到主插座中的电器消耗的功率小于合适的阈值(例如，待机功率的阈值)时，则这些外设插座可被自动关闭以便进一步降低电力消耗。尽管对于某些电力设备可能的确如此，但其它电力负载(例如但不限于微波炉；冰箱)具有开启-关闭(ON-OFF)行为，这是电力负载本身的独有内部行为(例如，台式计算机低功率模式)。如果此类设备的“关闭”周期被错误地视为“待机”模式并且然后关闭此类负载，则没有用户友好性。

实时执行负载标识算法具有已知的挑战和限制。实时实现负载标识算法依赖于负载的实际使用状态和用户行为。来自每个时刻的所有信息并非都可用于有意义的负载标识。因此，确保在正确的时刻启用不同级别的负载标识算法对获得准确、可靠和可信的性能必不可少。

作为具有挑战性的实时系统，可靠的事件检测和操作模式检测是确保不会在处理期间错过重要电力循环的关键。据认为，预先获得和处理数据将给出错误结果。因为完整的负载标识系统具有各种级别的算法，需要实时处理这些算法以便生成所需结果，所以对应任务的适当调度也至关重要。

负载电源设备具有改进空间。

包括负载电源设备的能量系统进一步具有改进空间。

发明内容

公开的概念的实施例满足这些和其它需求，这向负载电源设备提供以下项的实时执行：(a)多个负载标识算法，以及(b)用于多个负载的事件检测和操作模式检测。

根据公开的概念的一个方面，一种负载电源设备包括：电力输入端；至少一个电力输出端，其用于至少一个负载；多个传感器，其被构造为感测所述至少一个电力输出端处的电压和电流；以及处理器，其被构造为提供以下项的实时执行：(a)多个负载标识算法，以及(b)用于所述至少一个负载的事件检测和操作模式检测。