確定功耗的方法、監(jiān)視系統(tǒng)以及包含其應用的電力裝置制造方法
【專利摘要】為了確定單獨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)使用變化之前對該組支線(4)的總電力供應(I，U)所作的測量和變化之后對所述總電力供應(I，U)所作的測量以及所述指示，確定所述特定支線(4)的單獨能耗。
【專利說明】確定功耗的方法、監(jiān)視系統(tǒng)以及包含其應用的電力裝置

【技術領域】
[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負載之間 的幾條單獨配電支線、和將該組支線與電源連接的進入干線。所涉及的方法具有包含及時 進行在進入干線上所作的測量和記錄其測量值以及能夠確定該組支線消耗的總功率的動 作的類型。
[0002] 本發(fā)明還涉及該類型的一組在幾個負載之間的幾條單獨配電支線的監(jiān)視系統(tǒng)，其 至少包含：
[0003] -在將該組支線與電源連接的進入干線上進行測量的設備；
[0004] -存儲能夠確定該組支線消耗的總功率的這些測量值的存儲器；以及
[0005] -該支線當中的一條特定支線的裝備換能器。
[0006] 本發(fā)明進一步涉及該類型的電力裝置，其包含一組在幾個負載之間的幾條單獨配 電支線、和將該組支線與電源連接的進入干線。

【背景技術】
[0007] 像其它經(jīng)濟代理機構那樣的私人個體正在表明越來越有興趣掌握它們自己的電 耗。這種消耗控制的一個方向基于整個消耗內(nèi)的不同特定消耗的詳細知識。例如，住宅或 其它類型的寓所的居住者可能由于加熱、由于致力于照明和/或由于一臺特定裝備而可能 對他們的電耗感興趣，他們自己不滿足于只總體知道寓所的總消耗。
[0008] 當前，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)絡的連線 的電表了解他們的總電耗。當希望知道，例如，寓所內(nèi)的一臺特定裝備的單獨消耗時，在連 接這臺裝備的支線上配備電耗表。附圖1是代表其中幾個電耗表101提供有關構成總電耗 的幾種單獨消耗的信息的家庭電力裝置的當前例子的圖形。
[0009] 在這個圖1中，標號102表示與公共配電網(wǎng)絡連接的變壓器。配有電耗表103的 線路側進線將電力裝置與這個變壓器102連接。與儀表103相同或類似，每個電耗表101 配備了到幾個負載104的幾條配電饋線之一。配備硬連線網(wǎng)絡將不同儀表讀數(shù)傳送給分組 儀表讀數(shù)的中央電子測量單元105。
[0010] 電耗表既昂貴又笨重。當希望能夠監(jiān)視裝置內(nèi)的幾種單獨功耗時，增加電耗表引 起的額外成本隨之而來，可能構成建立真正單獨消耗監(jiān)視系統(tǒng)的真正阻礙。另外在當前安 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] 更進一步，人們已經(jīng)借助于這種裝置的供應電流的特殊性的數(shù)學分析對安裝中 的負載的類型的識別進行了研究。專利或專利申請US-2010/0287489、JP2003/070186、 TO2010/037988、W02001/177696、EP-2, 000, 780、EP-2, 026, 299 和 W01010/014762 見證了這 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，無法真正使用戶能 夠了解構成他的電力裝置的裝備的單獨消耗。


【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)構成總測量電耗的單獨電耗 的了解成本。
[0013] 按照本發(fā)明，這個目的借助于上述類型的方法來實現(xiàn)，該方法包含如下步驟，其 中：
[0014] a)在該裝置中檢測電耗的變化；
[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中的這條特定支線中的 電流有關的彳目息；
[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)使用來自變化之前在進入干線上所作的測量的數(shù)據(jù)、和來自變化之后在進入干 線上所作的測量的數(shù)據(jù)，以及所述指示，確定所述特定支線中的單獨特定能耗。
[0018] 某些負載當它們未斷電時總是消耗相同功率。在其它類型的負載中，消耗的功率 可以在幾個不同數(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載的性質(zhì)，則可以導出連接在幾條支線 之一中的負載的單獨功耗，而不用對表征這個負載的操作的該組電物理量獲取測量值。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)視導出連接在幾條支線之一中的負 載的單獨功耗?？梢詮谋碚鬟@樣的變化之前和之后該組支線的總電力供應的物理量的測量 值，以及可能從其它測量中導出。
[0020] 但是，可獲得表征一組幾條支線的總電力供應的物理量的測量值是電力分配中的 常見情況。尤其，將幾條饋線與連接到公共配電網(wǎng)絡的單條進線連接和這條進線配備了電 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化。尤其，當只牽涉到監(jiān)視影響支線中的消耗的變化時，可以將這種儀 器簡化成電流檢測器。電流檢測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功耗的一組幾 種方式的至少一種方式之間的至少一種對應關系的表格，從確定單獨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功耗。
[0025] 可以將單獨分配支線并聯(lián)。優(yōu)選的是，在該電源是交流電源的情況下，該組的一種 特定方式包含及時進行幾條支線的總供應電壓的測量、該組幾條支線的總供應電流的強度 和相移的測量、和流入該組支線的一條特定支線中的特定單獨電流的強度的測量以及記錄 它們的測量值的動作。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量值、該變化之前和之后的總電流 的強度和相移值的測量值、和該變化之前和之后的特定單獨電流的強度的測量值，確定在 特定支線中消耗的單獨功率。
[0027] 有利的是，在步驟e)中，考慮到如下地確定單獨功率：與變化之前相比，除了該特 定單獨電流之外的流入該組的支線中的該組單獨電流在變化結束時總計為基本不變和，以 及必須同時滿足如下兩個條件：
[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電流的 相加值。
[0030] 有利的是，在步驟e)中，消去兩個可能解當中的奇異解。
[0031] 可以將單獨分配支線并聯(lián)。優(yōu)選的是，當該電源是直流電源時，該組的一種特定方 式包含進行該組幾條支線的總供應電壓的測量、和流入該組支線的一條特定支線中的特定 單獨電流的強度的測量的動作，該特定方式包含如下步驟，其中：
[0032] e)使用總電壓的測量值和特定單獨電流的強度的測量值，確定在特定支線中消耗 的單獨功率。
[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度和相移值的測量值、和變化之前和之后 的特定單獨電流的強度的測量值，如同時符合所述兩個條件地確定單獨電流的所述基本不 變和；
[0035] e2)確定必須將哪個分量與單獨電流的基本不變和相加以獲取總電流，這個分量 決定該特定單獨電流；以及
[0036] e3)作為總電壓與特定單獨電流的乘積地計算特定單獨功率。
[0037] 有利的是，在分步驟el)中，通過數(shù)值求解含有兩個未知數(shù)的兩個方程的如下方 程組確定單獨電流的所述基本不變和：
[0038]

【權利要求】
1. 一種確定電力裝置（1)中的功耗的方法，該電力裝置（1)包含一組在幾個負載（5a， 5b，5c，5d)之間的幾條單獨配電支線（4)、和將該組支線（4)與電源（2)連接的進入干線 (3)，該方法包含及時進行在進入干線（3)上所作的測量（U，Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)和記錄其測量 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作，其特征在于，該方法包 含如下步驟： a) 檢測該裝置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)當中的這條特定支 線中讀出與電流（12, 13, 14)有關的信息；然后 c) 通過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) 使用來自變化之前在進入干線上所作的測量（υ，ΙΑ，ΨΑ)的數(shù)據(jù)、和來自變化之后在 進入干線上所作的測量（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 單獨能耗。
2. 按照權利要求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應關系的表格（18)，從確定單獨消 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)確定特定單獨功耗。
3. 按照權利要求2所述的確定功耗的方法，其特征在于，將單獨分配支線（4)并聯(lián)，該 電源（2)是交流電源，該組的一種特定方式（30)包含及時進行該組幾條支線（4)的總供應 電壓⑶的測量、該組幾條支線⑷的總供應電流⑴的強度和相移值（Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)的 測量、和流入該組支線的一條特定支線（4)中的特定單獨電流（1 3)的強度（Ι3Α，Ι3Β)的測量 以及記錄它們的測量值的動作，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 度和相移值（ΙΑ，Ι Β，ΨΑ，ΨΒ)的測量值、和該變化之前和之后的特定單獨電流（13)的強度 (Ι 3Α，Ι3Β)的測量值，確定在特定支線（4)中消耗的單獨功率。
4. 按照權利要求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功 率：與變化之前相比，除了該特定單獨電流（1 3)之外的流入該組的支線（4)中的該組單獨 電流（Ip 12, 14)在變化完成時總計為基本不變和，以及必須同時滿足如下兩個條件： -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電流 (13)的相加值。
5. 按照權利要求3和4的任何一項所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，消去兩個可 能解（S，S')當中的奇異解（S')。
6. 按照權利要求2所述的確定功耗的方法，其特征在于，將單獨分配支線（4)并聯(lián)，該 電源（2)是直流電源，該組的一種特定方式（30)包含進行該組幾條支線（4)的總供應電壓 (U)的測量、和流入該組支線的一條特定支線（4)中的特定單獨電流（1 3)的強度的測量的 動作，該特定方式包含如下步驟，其中： e)使用總電壓（U)的測量值和特定單獨電流（13)的強度的測量值，確定在特定支線 (4)中消耗的單獨功率。
7. 按照權利要求2到6的任何一項所述的確定功耗的方法，其特征在于，在確定單獨功 耗的方式之一（30, 31)中，在支線（4)之一中消耗的單獨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)中一組在幾個負載之間的幾條單獨配電支線（4)的監(jiān)視系統(tǒng)，至 少包含： -在將該組支線（4)與電源（2)連接的進入干線（3)上進行測量（U，ΙΑ，ΙΒ，Ψ Α，ΨΒ) 的設備（6); -記錄能夠確定該組支線⑷消耗的總功率的這些測量值（U，ΙΑ，ΙΒ，ΨΑ，Ψ Β)的存儲 器（14);以及 -配備在該支線（4)當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)行如下步驟的計算設備（15,18): -通過與進行測量的設備（6)構成的設備和換能器（7,8,9)的至少一種通信，在該裝置 (1)中檢測電耗的變化；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， -使用來自變化之前在進入干線上所作的測量（υ，ΙΑ，ΨΑ)的數(shù)據(jù)和來自變化之后在進 入干線上所作的測量（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 功耗。
9. 按照權利要求8所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計算設備（15)具有確定支線中 的單獨功耗的幾種方式（30, 31，32)和建立至少一條支線（4)與至少一種方式（30, 31，32) 之間的至少一種對應關系的表格（18)，該計算設備（15,18)能夠通過組合所述指示和表 格（18)從確定單獨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)確定特定單獨功耗。
10. 按照權利要求8和9的任何一項所述的監(jiān)視系統(tǒng)，對于交流電力裝置（1)，其特征 在于，該監(jiān)視系統(tǒng)（6,7,8,9,11，12)被設計成及時進行該組幾條支線（4)的總供應電壓（U) 的測量、該組幾條支線（4)的總供應電流（I)的強度和相移值（Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)的測量、和 流入該組支線的一條特定支線（4)中的特定單獨電流（1 3)的強度（Ι3Α，Ι3Β)的測量以及記 錄它們的測量值，以及其特征在于，該計算設備包含使用在該變化期間基本上恒定的總電 壓（U)的測量值、該變化之前和之后的總電流（I)的強度和相移值（Ι Α，ΙΒ，ΨΑ，ΨΒ)的測量 值、和該變化之前和之后的特定單獨電流（1 3)的強度（Ι3Α，Ι3Β)的測量值，確定在特定支線 (4)中消耗的單獨功率的部件。
11. 按照權利要求10所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該確定單獨功率的部件適用于考 慮到如下地確定單獨功率：與變化之前相比，除了該特定單獨電流（1 3)之外的流入該組的 支線⑷中的該組單獨電流（Ip 12, 14)在變化完成時總計為基本不變和，以及必須同時滿 足如下兩個條件： -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電流 (13)的相加值。
12. 按照權利要求11所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計算設備包含消去兩個可能解 (s，S')當中的奇異解（S')的部件。
13. 按照權利要求8到12的任何一項所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計算設備包含在 支線（4)之一中消耗的單獨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. 按照權利要求8到13的任何一項所述的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該計算設備（8,9， 11，12)能夠執(zhí)行按照權利要求1到7的任何一項所述的方法。
15. -種電力裝置，包含一組在幾個負載（5a，5b，5c，5d)之間的幾條單獨配電支線 (4)、和將該組支線與電源（2)連接的進入干線（3)，其特征在于，包含按照權利要求8到14 的任何一項所述的監(jiān)視系統(tǒng)（6, 7,8,9,12)，進行測量的設備（6)配備在進入干線（3)上，以 及支線當中的一條特定支線（4)配備了換能器（7,8,9)。
【文檔編號】G01R21/133GK104126128SQ201280070239
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權日:2011年12月20日
【發(fā)明者】M.布魯爾 申請人:施耐德電器工業(yè)公司