Sähkölaitteiden sähköisten sormenjälkien hallinta
Saarinen, Toni Juhani (2015)
2015
Tietotekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-04-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201503241154
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201503241154
Tiivistelmä
Sähkölaitteita voidaan tunnistaa niiden sähköisien sormenjälkien perusteella. Kun laite käynnistetään tai sammutetaan se luo tietynsuuruisen muutoksen pätö- ja loistehossa. Tätä tehojen muutosta kutsutaan sähköiseksi sormenjäljeksi.
Nialm (Non-Intrusive Appliance Load Monitoring) on menetelmä, jolla sähkölaitteita voidaan tunnistaa. Non-intrusive tarkoittaa sitä että laitteet tunnistetaan keskitetysti sähkömittarilta, eikä laitteisiin asennettavilla erillisillä mittareilla. Nialm-menetelm tarvitsee sähkömittarin joka kykenee tunnistamaan tehonmuutoksen ja tallentamaan sen ajan ja suuruuden. Tämän jälkeen analysointiohjelmisto etsii laitteiden käyttökertoja ja laskee alku- ja loppuajan sekä tehonmuutoksen suuruuden perusteella laitteen kuluttaman energian.
Tyypillisellä laitteella on 2 eri tilaa, on ja off, mutta laitteella voi olla useampikin eri tila. Eri tilojen välillä siirrytään tilasiirtymiä pitkin. Epäideaalisuuksista johtuen, sormenjäljet eivät osu aina tismalleen samaan kohtaan. Tämän vuoksi täytyy tilasiirtymälle luoda tunnistusalue. Tunnistusalue on yleensä neliö jonka sisälle suurin osa laitteen tilasiirtymän sormenjäljistä osuu.
Koska eri sähkölaitteita on lähes ääretön määrä, niin täytyy jokaista mittauspistettä varten luoda oma sormenjälkien tietokanta, josta löytyvät laitteiden eri tilat, tilasiirtymät ja tunnistusalueet. Kymmenellä laitteella tämä olisi vähintään 20 tilasiirtymää ja 80 tunnistuspisteen kulmaa. Tämän takia on tärkeää että sormenjälkien hallinta on mahdollisimman yksinkertaista ja nopeaa. Electrical appliances can be recognized by theirs electrical fingerprints. When appliance is started or stopped, it creates change of certain size in active and reactive power. This change of powers is called electrical fingerprint.
Nialm (Non-Intrusive Appliance Load Monitoring) is method that can be used to recognize different appliances. Non-intrusive means that appliances are recognized centralized in one place, other than appliance specific sub meters. Nialm method needs special electricmeter that is able to recognize change in powers and store it’s time and size. After this, analyzing program looks up usage times and consumption is calculated using start and end-time as well difference in power.
Typical appliance has two different states, on and off, but there can be more depending appliance type. State transitions is used between different states. Non-ideal components cause that fingerprints don’t always hit on same spot. Because of this every state transition needs recognize zone. Recognize zone is typically a square where most of state transition changes hit.
Because there are nearly unlimited numbers of different devices, every metering point has to be individually created. Every metering point needs its own device, state, state transition and recognize zone database. Even with 10 appliance has at least 20 state transitions and 80 recognize zone corner. So that we can study different NIALM usage options it is vital that metering point can be set up simple and fast.
Nialm (Non-Intrusive Appliance Load Monitoring) on menetelmä, jolla sähkölaitteita voidaan tunnistaa. Non-intrusive tarkoittaa sitä että laitteet tunnistetaan keskitetysti sähkömittarilta, eikä laitteisiin asennettavilla erillisillä mittareilla. Nialm-menetelm tarvitsee sähkömittarin joka kykenee tunnistamaan tehonmuutoksen ja tallentamaan sen ajan ja suuruuden. Tämän jälkeen analysointiohjelmisto etsii laitteiden käyttökertoja ja laskee alku- ja loppuajan sekä tehonmuutoksen suuruuden perusteella laitteen kuluttaman energian.
Tyypillisellä laitteella on 2 eri tilaa, on ja off, mutta laitteella voi olla useampikin eri tila. Eri tilojen välillä siirrytään tilasiirtymiä pitkin. Epäideaalisuuksista johtuen, sormenjäljet eivät osu aina tismalleen samaan kohtaan. Tämän vuoksi täytyy tilasiirtymälle luoda tunnistusalue. Tunnistusalue on yleensä neliö jonka sisälle suurin osa laitteen tilasiirtymän sormenjäljistä osuu.
Koska eri sähkölaitteita on lähes ääretön määrä, niin täytyy jokaista mittauspistettä varten luoda oma sormenjälkien tietokanta, josta löytyvät laitteiden eri tilat, tilasiirtymät ja tunnistusalueet. Kymmenellä laitteella tämä olisi vähintään 20 tilasiirtymää ja 80 tunnistuspisteen kulmaa. Tämän takia on tärkeää että sormenjälkien hallinta on mahdollisimman yksinkertaista ja nopeaa.
Nialm (Non-Intrusive Appliance Load Monitoring) is method that can be used to recognize different appliances. Non-intrusive means that appliances are recognized centralized in one place, other than appliance specific sub meters. Nialm method needs special electricmeter that is able to recognize change in powers and store it’s time and size. After this, analyzing program looks up usage times and consumption is calculated using start and end-time as well difference in power.
Typical appliance has two different states, on and off, but there can be more depending appliance type. State transitions is used between different states. Non-ideal components cause that fingerprints don’t always hit on same spot. Because of this every state transition needs recognize zone. Recognize zone is typically a square where most of state transition changes hit.
Because there are nearly unlimited numbers of different devices, every metering point has to be individually created. Every metering point needs its own device, state, state transition and recognize zone database. Even with 10 appliance has at least 20 state transitions and 80 recognize zone corner. So that we can study different NIALM usage options it is vital that metering point can be set up simple and fast.