確定功耗的方法、監(jiān)視系統(tǒng)以及包含其應(yīng)用的電力裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】為了確定單獨(dú)分配電能的一組支線(4)中的消耗，一種方法包含如下步驟：a)在支線(4)中檢測(cè)電耗的變化；以及b)在特定支線(4)中讀取與電流(I2，I3，U)有關(guān)的信息；然后c)使用所述信息，建立在特定支線(4)中發(fā)生了所述變化的指示；然后d)使用變化之前對(duì)該組支線(4)的總電力供應(yīng)(I，U)所作的測(cè)量和變化之后對(duì)所述總電力供應(yīng)(I，U)所作的測(cè)量以及所述指示，確定所述特定支線(4)的單獨(dú)能耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】確定功耗的方法、監(jiān)視系統(tǒng)以及包含其應(yīng)用的電力裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及確定電力裝置中的功耗的方法，該電力裝置包含一組在幾個(gè)負(fù)載之間 的幾條單獨(dú)配電支線、和將該組支線與電源連接的進(jìn)入干線。所涉及的方法具有包含及時(shí) 進(jìn)行在進(jìn)入干線上所作的測(cè)量和記錄其測(cè)量值以及能夠確定該組支線消耗的總功率的動(dòng) 作的類(lèi)型。
[0002] 本發(fā)明還涉及該類(lèi)型的一組在幾個(gè)負(fù)載之間的幾條單獨(dú)配電支線的監(jiān)視系統(tǒng)，其 至少包含：
[0003] -在將該組支線與電源連接的進(jìn)入干線上進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備；
[0004] -存儲(chǔ)能夠確定該組支線消耗的總功率的這些測(cè)量值的存儲(chǔ)器；以及
[0005] -該支線當(dāng)中的一條特定支線的裝備換能器。
[0006] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及該類(lèi)型的電力裝置，其包含一組在幾個(gè)負(fù)載之間的幾條單獨(dú)配 電支線、和將該組支線與電源連接的進(jìn)入干線。

【背景技術(shù)】
[0007] 像其它經(jīng)濟(jì)代理機(jī)構(gòu)那樣的私人個(gè)體正在表明越來(lái)越有興趣掌握它們自己的電 耗。這種消耗控制的一個(gè)方向基于整個(gè)消耗內(nèi)的不同特定消耗的詳細(xì)知識(shí)。例如，住宅或 其它類(lèi)型的寓所的居住者可能由于加熱、由于致力于照明和/或由于一臺(tái)特定裝備而可能 對(duì)他們的電耗感興趣，他們自己不滿(mǎn)足于只總體知道寓所的總消耗。
[0008] 當(dāng)前，寓所的居住者一般可以借助于配備了與供電給寓所的公共分配網(wǎng)絡(luò)的連線 的電表了解他們的總電耗。當(dāng)希望知道，例如，寓所內(nèi)的一臺(tái)特定裝備的單獨(dú)消耗時(shí)，在連 接這臺(tái)裝備的支線上配備電耗表。附圖1是代表其中幾個(gè)電耗表101提供有關(guān)構(gòu)成總電耗 的幾種單獨(dú)消耗的信息的家庭電力裝置的當(dāng)前例子的圖形。
[0009] 在這個(gè)圖1中，標(biāo)號(hào)102表示與公共配電網(wǎng)絡(luò)連接的變壓器。配有電耗表103的 線路側(cè)進(jìn)線將電力裝置與這個(gè)變壓器102連接。與儀表103相同或類(lèi)似，每個(gè)電耗表101 配備了到幾個(gè)負(fù)載104的幾條配電饋線之一。配備硬連線網(wǎng)絡(luò)將不同儀表讀數(shù)傳送給分組 儀表讀數(shù)的中央電子測(cè)量單元105。
[0010] 電耗表既昂貴又笨重。當(dāng)希望能夠監(jiān)視裝置內(nèi)的幾種單獨(dú)功耗時(shí)，增加電耗表引 起的額外成本隨之而來(lái)，可能構(gòu)成建立真正單獨(dú)消耗監(jiān)視系統(tǒng)的真正阻礙。另外在當(dāng)前安 裝在私人住宅中的許多一般配電板中可用空間的缺乏可能阻礙這樣增加儀表的可能性。
[0011] 更進(jìn)一步，人們已經(jīng)借助于這種裝置的供應(yīng)電流的特殊性的數(shù)學(xué)分析對(duì)安裝中 的負(fù)載的類(lèi)型的識(shí)別進(jìn)行了研究。專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)US-2010/0287489、JP2003/070186、 TO2010/037988、W02001/177696、EP-2, 000, 780、EP-2, 026, 299 和 W01010/014762 見(jiàn)證了這 種研究。其中提出的解決方案在軟件手段方面是笨重的，并且是昂貴的，無(wú)法真正使用戶(hù)能 夠了解構(gòu)成他的電力裝置的裝備的單獨(dú)消耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的至少是能夠降低知道交流電力裝置內(nèi)構(gòu)成總測(cè)量電耗的單獨(dú)電耗 的了解成本。
[0013] 按照本發(fā)明，這個(gè)目的借助于上述類(lèi)型的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該方法包含如下步驟，其 中：
[0014] a)在該裝置中檢測(cè)電耗的變化；
[0015] b)借助于配備在特定支線上的換能器讀取與所述支線當(dāng)中的這條特定支線中的 電流有關(guān)的彳目息；
[0016] c)使用借助于配備在特定支線上的換能器讀取的所述信息，建立在這條特定支線 中發(fā)生所述變化的指示；然后，
[0017] d)使用來(lái)自變化之前在進(jìn)入干線上所作的測(cè)量的數(shù)據(jù)、和來(lái)自變化之后在進(jìn)入干 線上所作的測(cè)量的數(shù)據(jù)，以及所述指示，確定所述特定支線中的單獨(dú)特定能耗。
[0018] 某些負(fù)載當(dāng)它們未斷電時(shí)總是消耗相同功率。在其它類(lèi)型的負(fù)載中，消耗的功率 可以在幾個(gè)不同數(shù)值之間變化，但總是逐步變化。
[0019] 已經(jīng)觀察到，倘若考慮到電力裝置中的負(fù)載的性質(zhì)，則可以導(dǎo)出連接在幾條支線 之一中的負(fù)載的單獨(dú)功耗，而不用對(duì)表征這個(gè)負(fù)載的操作的該組電物理量獲取測(cè)量值。尤 其在某些情況下，可以借助于影響這種消耗的變化的監(jiān)視導(dǎo)出連接在幾條支線之一中的負(fù) 載的單獨(dú)功耗?？梢詮谋碚鬟@樣的變化之前和之后該組支線的總電力供應(yīng)的物理量的測(cè)量 值，以及可能從其它測(cè)量中導(dǎo)出。
[0020] 但是，可獲得表征一組幾條支線的總電力供應(yīng)的物理量的測(cè)量值是電力分配中的 常見(jiàn)情況。尤其，將幾條饋線與連接到公共配電網(wǎng)絡(luò)的單條進(jìn)線連接和這條進(jìn)線配備了電 耗表的電力裝置就是這種情況。在這樣的情況下，本發(fā)明可以使配備在要監(jiān)視消耗的特定 支線上的儀器得到簡(jiǎn)化。尤其，當(dāng)只牽涉到監(jiān)視影響支線中的消耗的變化時(shí)，可以將這種儀 器簡(jiǎn)化成電流檢測(cè)器。電流檢測(cè)器一般比電功耗表便宜得多和輕巧得多。電流傳感器或安 培表的情況亦如此。
[0021] 確定電耗的方法可以獨(dú)自或組合地包含一種或多種其它有利特征，尤其下文定義 的那些。
[0022] 有利的是，步驟d)包含如下分步驟：
[0023] dl)通過(guò)組合所述指示和建立在至少特定支線與確定支線中的單獨(dú)功耗的一組幾 種方式的至少一種方式之間的至少一種對(duì)應(yīng)關(guān)系的表格，從確定單獨(dú)消耗的該組方式中選 擇一種方式；以及
[0024] d2)使用所選方式確定特定單獨(dú)功耗。
[0025] 可以將單獨(dú)分配支線并聯(lián)。優(yōu)選的是，在該電源是交流電源的情況下，該組的一種 特定方式包含及時(shí)進(jìn)行幾條支線的總供應(yīng)電壓的測(cè)量、該組幾條支線的總供應(yīng)電流的強(qiáng)度 和相移的測(cè)量、和流入該組支線的一條特定支線中的特定單獨(dú)電流的強(qiáng)度的測(cè)量以及記錄 它們的測(cè)量值的動(dòng)作。優(yōu)選的是，該特定方式包含如下步驟，其中：
[0026] e)使用在該變化期間基本上恒定的總電壓的測(cè)量值、該變化之前和之后的總電流 的強(qiáng)度和相移值的測(cè)量值、和該變化之前和之后的特定單獨(dú)電流的強(qiáng)度的測(cè)量值，確定在 特定支線中消耗的單獨(dú)功率。
[0027] 有利的是，在步驟e)中，考慮到如下地確定單獨(dú)功率：與變化之前相比，除了該特 定單獨(dú)電流之外的流入該組的支線中的該組單獨(dú)電流在變化結(jié)束時(shí)總計(jì)為基本不變和，以 及必須同時(shí)滿(mǎn)足如下兩個(gè)條件：
[0028] -變化之前的總電流必須基本等于該基本不變和與變化之前的該特定單獨(dú)電流的 相加值；以及
[0029] -變化之后的總電流必須基本等于該基本不變和與變化之后的該特定單獨(dú)電流的 相加值。
[0030] 有利的是，在步驟e)中，消去兩個(gè)可能解當(dāng)中的奇異解。
[0031] 可以將單獨(dú)分配支線并聯(lián)。優(yōu)選的是，當(dāng)該電源是直流電源時(shí)，該組的一種特定方 式包含進(jìn)行該組幾條支線的總供應(yīng)電壓的測(cè)量、和流入該組支線的一條特定支線中的特定 單獨(dú)電流的強(qiáng)度的測(cè)量的動(dòng)作，該特定方式包含如下步驟，其中：
[0032] e)使用總電壓的測(cè)量值和特定單獨(dú)電流的強(qiáng)度的測(cè)量值，確定在特定支線中消耗 的單獨(dú)功率。
[0033] 有利的是，步驟e)包含如下分步驟，其中：
[0034] el)使用變化之前和之后的總電流的強(qiáng)度和相移值的測(cè)量值、和變化之前和之后 的特定單獨(dú)電流的強(qiáng)度的測(cè)量值，如同時(shí)符合所述兩個(gè)條件地確定單獨(dú)電流的所述基本不 變和；
[0035] e2)確定必須將哪個(gè)分量與單獨(dú)電流的基本不變和相加以獲取總電流，這個(gè)分量 決定該特定單獨(dú)電流；以及
[0036] e3)作為總電壓與特定單獨(dú)電流的乘積地計(jì)算特定單獨(dú)功率。
[0037] 有利的是，在分步驟el)中，通過(guò)數(shù)值求解含有兩個(gè)未知數(shù)的兩個(gè)方程的如下方 程組確定單獨(dú)電流的所述基本不變和：
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種確定電力裝置（1)中的功耗的方法，該電力裝置（1)包含一組在幾個(gè)負(fù)載（5a， 5b，5c，5d)之間的幾條單獨(dú)配電支線（4)、和將該組支線（4)與電源（2)連接的進(jìn)入干線 (3)，該方法包含及時(shí)進(jìn)行在進(jìn)入干線（3)上所作的測(cè)量（U，Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)和記錄其測(cè)量 值（U，Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)以及能夠確定該組支線消耗的總功率的動(dòng)作，其特征在于，該方法包 含如下步驟： a) 檢測(cè)該裝置⑴中的電耗的變化；以及 b) 借助于配備在一條特定支線上的換能器（7,8,9)在所述支線（4)當(dāng)中的這條特定支 線中讀出與電流（12, 13, 14)有關(guān)的信息；然后 c) 通過(guò)借助于配備在特定支線（4)上的換能器（7,8,9)收集的信息，建立在這條特定 支線（4)中發(fā)生所述變化的指示；然后， d) 使用來(lái)自變化之前在進(jìn)入干線上所作的測(cè)量（υ，ΙΑ，ΨΑ)的數(shù)據(jù)、和來(lái)自變化之后在 進(jìn)入干線上所作的測(cè)量（U，Ι Β，ΨΒ)的數(shù)據(jù)、和所述指示，確定所述特定支線（4)中的特定 單獨(dú)能耗。
2. 按照權(quán)利要求1所述的確定功耗的方法，其特征在于，步驟d)包含如下分步驟，其 中： dl)通過(guò)組合所述指示和建立在至少特定支線（4)與確定支線中的單獨(dú)功耗的一組幾 種方式（30,31，32)的至少一種方式之間的至少一種對(duì)應(yīng)關(guān)系的表格（18)，從確定單獨(dú)消 耗的該組方式中選擇一種方式；以及 d2)使用所選方式（30, 31，32)確定特定單獨(dú)功耗。
3. 按照權(quán)利要求2所述的確定功耗的方法，其特征在于，將單獨(dú)分配支線（4)并聯(lián)，該 電源（2)是交流電源，該組的一種特定方式（30)包含及時(shí)進(jìn)行該組幾條支線（4)的總供應(yīng) 電壓⑶的測(cè)量、該組幾條支線⑷的總供應(yīng)電流⑴的強(qiáng)度和相移值（Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)的 測(cè)量、和流入該組支線的一條特定支線（4)中的特定單獨(dú)電流（1 3)的強(qiáng)度（Ι3Α，Ι3Β)的測(cè)量 以及記錄它們的測(cè)量值的動(dòng)作，該特定方式包含如下步驟，其中： e) 使用在該變化期間基本上恒定的總電壓（U)、該變化之前和之后的總電流（I)的強(qiáng) 度和相移值（ΙΑ，Ι Β，ΨΑ，ΨΒ)的測(cè)量值、和該變化之前和之后的特定單獨(dú)電流（13)的強(qiáng)度 (Ι 3Α，Ι3Β)的測(cè)量值，確定在特定支線（4)中消耗的單獨(dú)功率。
4. 按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，考慮到如下地確定單獨(dú)功 率：與變化之前相比，除了該特定單獨(dú)電流（1 3)之外的流入該組的支線（4)中的該組單獨(dú) 電流（Ip 12, 14)在變化完成時(shí)總計(jì)為基本不變和，以及必須同時(shí)滿(mǎn)足如下兩個(gè)條件： -變化之前的總電流（I)必須基本等于該基本不變和與變化之前的該特定單獨(dú)電流 (13)的相加值；以及 -變化之后的總電流（I)必須基本等于該基本不變和與變化之后的該特定單獨(dú)電流 (13)的相加值。
5. 按照權(quán)利要求3和4的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，消去兩個(gè)可 能解（S，S')當(dāng)中的奇異解（S')。
6. 按照權(quán)利要求2所述的確定功耗的方法，其特征在于，將單獨(dú)分配支線（4)并聯(lián)，該 電源（2)是直流電源，該組的一種特定方式（30)包含進(jìn)行該組幾條支線（4)的總供應(yīng)電壓 (U)的測(cè)量、和流入該組支線的一條特定支線（4)中的特定單獨(dú)電流（1 3)的強(qiáng)度的測(cè)量的 動(dòng)作，該特定方式包含如下步驟，其中： e)使用總電壓（U)的測(cè)量值和特定單獨(dú)電流（13)的強(qiáng)度的測(cè)量值，確定在特定支線 (4)中消耗的單獨(dú)功率。
7. 按照權(quán)利要求2到6的任何一項(xiàng)所述的確定功耗的方法，其特征在于，在確定單獨(dú)功 耗的方式之一（30, 31)中，在支線（4)之一中消耗的單獨(dú)功率被確定為等于變化之前在該 組支線中消耗的總功率與這種變化之后在該組支線中消耗的總功率之間的差值（4)。
8. -種電力裝置（1)中一組在幾個(gè)負(fù)載之間的幾條單獨(dú)配電支線（4)的監(jiān)視系統(tǒng)，至 少包含： -在將該組支線（4)與電源（2)連接的進(jìn)入干線（3)上進(jìn)行測(cè)量（U，ΙΑ，ΙΒ，Ψ Α，ΨΒ) 的設(shè)備（6); -記錄能夠確定該組支線⑷消耗的總功率的這些測(cè)量值（U，ΙΑ，ΙΒ，ΨΑ，Ψ Β)的存儲(chǔ) 器（14);以及 -配備在該支線（4)當(dāng)中的一條特定支線上的換能器（7, 8,9)， 其特征在于，該監(jiān)視系統(tǒng)包含能夠執(zhí)行如下步驟的計(jì)算設(shè)備（15,18): -通過(guò)與進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備（6)構(gòu)成的設(shè)備和換能器（7,8,9)的至少一種通信，在該裝置 (1)中檢測(cè)電耗的變化；以及 _監(jiān)視源于配備在特定支線（4)上的換能器（7,8,9)、與特定支線（4)中的電流（12，13， 14)有關(guān)的信息；然后 -借助于源自配備在特定支線（4)上的換能器（7,8,9)的信息，建立在這條特定支線 (4)中發(fā)生所述變化的指示；然后， -使用來(lái)自變化之前在進(jìn)入干線上所作的測(cè)量（υ，ΙΑ，ΨΑ)的數(shù)據(jù)和來(lái)自變化之后在進(jìn) 入干線上所作的測(cè)量（U，ΙΒ，ΨΒ)的數(shù)據(jù)、和所述指示確定所述特定支線（4)中的特定單獨(dú) 功耗。
9. 按照權(quán)利要求8所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計(jì)算設(shè)備（15)具有確定支線中 的單獨(dú)功耗的幾種方式（30, 31，32)和建立至少一條支線（4)與至少一種方式（30, 31，32) 之間的至少一種對(duì)應(yīng)關(guān)系的表格（18)，該計(jì)算設(shè)備（15,18)能夠通過(guò)組合所述指示和表 格（18)從確定單獨(dú)消耗的方式中選擇一種特定方式（30, 31，32)，以及使用所選特定方式 (30, 31，32)確定特定單獨(dú)功耗。
10. 按照權(quán)利要求8和9的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)視系統(tǒng)，對(duì)于交流電力裝置（1)，其特征 在于，該監(jiān)視系統(tǒng)（6,7,8,9,11，12)被設(shè)計(jì)成及時(shí)進(jìn)行該組幾條支線（4)的總供應(yīng)電壓（U) 的測(cè)量、該組幾條支線（4)的總供應(yīng)電流（I)的強(qiáng)度和相移值（Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)的測(cè)量、和 流入該組支線的一條特定支線（4)中的特定單獨(dú)電流（1 3)的強(qiáng)度（Ι3Α，Ι3Β)的測(cè)量以及記 錄它們的測(cè)量值，以及其特征在于，該計(jì)算設(shè)備包含使用在該變化期間基本上恒定的總電 壓（U)的測(cè)量值、該變化之前和之后的總電流（I)的強(qiáng)度和相移值（Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)的測(cè)量 值、和該變化之前和之后的特定單獨(dú)電流（1 3)的強(qiáng)度（Ι3Α，Ι3Β)的測(cè)量值，確定在特定支線 (4)中消耗的單獨(dú)功率的部件。
11. 按照權(quán)利要求10所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該確定單獨(dú)功率的部件適用于考 慮到如下地確定單獨(dú)功率：與變化之前相比，除了該特定單獨(dú)電流（1 3)之外的流入該組的 支線⑷中的該組單獨(dú)電流（Ip 12, 14)在變化完成時(shí)總計(jì)為基本不變和，以及必須同時(shí)滿(mǎn) 足如下兩個(gè)條件： -變化之前的總電流（I)必須基本等于該基本不變和與變化之前的該特定單獨(dú)電流 (13)的相加值；以及 -變化之后的總電流（I)必須基本等于該基本不變和與變化之后的該特定單獨(dú)電流 (13)的相加值。
12. 按照權(quán)利要求11所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計(jì)算設(shè)備包含消去兩個(gè)可能解 (s，S')當(dāng)中的奇異解（S')的部件。
13. 按照權(quán)利要求8到12的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計(jì)算設(shè)備包含在 支線（4)之一中消耗的單獨(dú)功率被確定為等于變化之前在該組支線（4)中消耗的總功率與 這種變化之后在該組支線（4)中消耗的總功率之間的差值的部件。
14. 按照權(quán)利要求8到13的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計(jì)算設(shè)備（8,9， 11，12)能夠執(zhí)行按照權(quán)利要求1到7的任何一項(xiàng)所述的方法。
15. -種電力裝置，包含一組在幾個(gè)負(fù)載（5a，5b，5c，5d)之間的幾條單獨(dú)配電支線 (4)、和將該組支線與電源（2)連接的進(jìn)入干線（3)，其特征在于，包含按照權(quán)利要求8到14 的任何一項(xiàng)所述的監(jiān)視系統(tǒng)（6, 7,8,9,12)，進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備（6)配備在進(jìn)入干線（3)上，以 及支線當(dāng)中的一條特定支線（4)配備了換能器（7,8,9)。
【文檔編號(hào)】G01R21/133GK104126128SQ201280070239
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】M.布魯爾 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司