电气事件检测装置以及对电力使用进行检测和分类的方法制造方法及图纸

一些实施方案涉及一种被配置成用于检测一个或多个电气装置的电气状态的设备。该一个或多个电气装置连接到电力基础设施上并且在电力基础设施上产生一个或多个高频电气信号。该设备可以包括：（a）一个被配置成用于在计算单元的处理器上运行的处理模块；以及（b）一个被配置成用于连接到电气插座上的传感装置。该传感装置可以具有：（a）一个数据采集接收器，该数据采集接收器被配置成用于在该传感装置连接到该电气插座上时经由该电气插座接收一个或多个高频电气信号并且将该一个或多个高频电气信号转换成一个或多个第一数据信号。该电气插座可以电气连接到该电力基础设施上。该传感装置与该计算单元通信。该处理模块进一步被配置成用于至少部分地使用该一个或多个第一数据信号来识别该一个或多个电气装置的电气状态。该高频电气噪声包括在10千赫兹至3兆赫兹范围内的电气噪声。在此还披露了其他实施方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及电气装置，更具体而言，涉及电气事件检测装置和对电力使用进行检测和分类的方法。
技术介绍
许多当前的用于对电气设施启动进行检测并且分类的方法使用分布式模型，其中每个电气装置具有一个专用传感器，该专用传感器查找该装置的状态变化(例如，该装置的开启和关闭)。装置水平传感在概念上简单明了，但要求耗时并且昂贵的安装和维护。间接的传感技术也已用在传声器、加速计、摄像机被放置在整个结构的地方以检测电气设施活动。这种技术是有效的，但要求昂贵的安装和维护并且还能够提高在家庭设置中的私密关注。例如，用于电气事件检测的技术包含通过在整个生存空间分布的传声器间接地侦听开关和电动机的启动。因此，对能够在家中或其他结构中提供电气装置的电气状态的详细信息但是配置相对不昂贵并且不要求专业的安装的装置或方法而言存在有益的需要或可能。附图说明为方便这些实施方案的进一步描述，提供了如下附图，其中图I根据第一实施方案示出了示例性电气事件检测装置的一个图形；图2根据第一实施方案示出了图I的电气事件检测装置的框图；图3根据一个实施方案示出了一种示例性频域瀑布图，该频域瀑布图显示了电气装置被打开和关闭；图4根据第一实施方案示出了图I的电气事件检测装置的一个示例性数据采集接收器的部分电路图5根据第二实施方案示出了示例性电气事件检测装置的一个图形；图6根据第二实施方案示出了图5的示例性电气事件检测装置的传感单元的框图；图7根据一个实施方案示出了一种提供电气事件检测装置的方法的示例性实施方案的流程图；图8根据一个实施方案不出了一种对连接到电力基础设施上的一个或多个电气装置的电力使用进行检测并且分类的方法的示例性实施方案的流程图；图9根据一个实施方案示出了使用第一电气信号来训练处理模块从而使第一数据信号与具体的电气装置的电气状态中的变化相关联的示例性活动的流程图；图10根据一个实施方案示出了一个结构的示例性基线噪声信号特征的一个图形； 图11根据一个实施方案示出了一个新装置的示例性噪声信号特征的一个图形；图12根据一个实施方案示出了在将基线噪声去除后的一个新电气装置的示例性噪声信号特征的一个图形；图13根据一个实施方案示出了用于在示例性电气事件检测装置的示例性部署中使用的结构的人口统计数据的表格；图14根据一个实施方案示出了显示示例性电气事件检测系统在示例性部署期间的性能的表格；图15根据一个实施方案示出了显示示例性电气事件检测系统在示例性部署期间的性能的混淆矩阵表格；图16根据一个实施方案示出了另一个表格，该表格汇总了当在示例性部署期间使用示例性电气事件检测系统的最小训练数据集时的分类精确度；图17根据一个实施方案示出了使用10倍验证分类对横跨不同结构所使用的4个电气装置进行分类的示例性电气事件检测系统的性能的一个表格；图18根据一个实施方案示出了显示随着时间变化通过将特征空间中的特征向量可视化的4个随机选取的电气装置的信号特征的时间稳定性或变化的图形；图19根据一个实施方案示出了电气事件检测系统所观测的频谱的图形，显示了同一模型的4个CFL (紧凑荧光灯泡)所产生的噪声的光谱；图20根据一个实施方案不出了来自插入到一个建筑物的两个不同壁装电源插座的电气装置的测试的数据的一部分的频谱的图形；图21根据一个实施方案示出了调光器在不同的调光器水平上所产生的电磁干扰信号的图形；图22示出了显示首先将示例性CFL灯通电时产生的电磁干扰的短脉冲的图形；图23示出了适合用于实施图I的计算单元的实施方案的计算机；以及图24示出了包括在图23的计算单元的机箱内部的电路板中的元素的示例的代表性框图。为展示的简化和清晰，附图展示了总体的构造方式，并且众所周知的特征和技术的描述和细节可以略去以避免使本专利技术不必要地模糊。另外，附图中的元素不必按照尺寸绘制。例如，附图中的一些元素的尺寸相对于其他元素可以被放大以帮助改善对本专利技术的实施方案的理解。在不同附图中的相同参考数字表示相同的元素。说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等(如果有的话)用于在类似的元素之间区分，并且不必按照特别的序列或时间顺序描述。应理解这样使用的术语在合适的情况下是可互换的以便在此描述的实施方案例如能够按不同于描述的那些或在此以其他方式描述的顺序工作。此外，术语“包括”和“具有”以及其任何变化形式旨在覆盖非排他性的包括，以便包括一系列元素的程序、方法、系统、物件、器件、或设备不必限制于那些元素，而是可以包括未清楚地列出或这样的程序、方法、系统、项目、器件、或设备固有的其他元素。说明书和权利要求中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”等等(如果有的话)用于描述的目的而不必描述永久的相对位置。应理解这样使用的术语在合适的情况下是可互换的以便在此描述的实施方案例如能够在不同于描述的那些或在此以 其他方式描述的其他方向工作。术语“连接”等等应广泛理解并指代电气地、机械地和/或以其他方式将两个或多个元素或信号连接。两个或多个电气元件可以电气连接但不可以机械地或以其他方式连接；两个或多个机械元件可以机械连接但不可以电气地或以其他方式连接；两个或多个电气元件可以机械连接但不可以电气地或以其他方式连接。连接可以是持续任何时间长度，例如永久或半永久或仅片刻。“电气连接”等等应广泛理解并且包括涉及任何电气信号的连接，无论电气信号、数据信号、和/或电气信号的其他类型或组合。“机械连接”等等应广泛理解并且包括全部类型的机械连接。在词语“连接”等等附近缺少词语“可移除地”、“可移除的”等等不意味着有问题的连接等等是或不是可移除的。具体实施例方式一些实施方案涉及一种被配置成用于检测一个或多个电气装置的电气状态的设备。该一个或多个电气装置连接到电力基础设施上并且在电力基础设施上产生高频电气噪声。该设备可以包括(a)—个被配置成用于在计算单元的处理器上运行的处理模块；以及(b)—个被配置成用于连接到电气插座上的传感装置。该传感装置可以具有(a)—个数据采集接收器，该数据采集接收器被配置成用于在该传感装置连接到该电气插座上时经由该电气插座接收该高频电气噪声并且将该高频电气噪声转换成一个或多个第一数据信号。该电气插座可以电气连接到该电力基础设施上。该处理模块进一步被配置成用于至少部分地使用一个或多个第一数据信号来识别该一个或多个电气装置的电气状态。该传感装置与该计算单元通信。高频电气噪声包括在10千赫兹至3兆赫兹范围内的电气噪声。其他实施方案涉及一种对一个或多个电气装置的电力使用进行检测并且分类的方法。该一个或多个电气装置连接到一根电力线上。该方法可以包括在该电力线上捕捉两个或更多个电气信号，该两个或更多个电气信号包括基本上连续的电气噪声；至少部分地使用在该两个或更多个电气信号中的该基本上连续的噪声在该电力线上检测一个或多个电气事件的发生；以及将该一个或多个电气事件与该一个或多个电气装置中的至少一个装置的电气状态的变化相关联。在该两个或更多个电气信号中该基本上连续的电气噪声包括在大于约I秒的持续时间内在该电力线上可识别的电气信号。再者实施方案涉及一种被配置成用于检测一个结构的电力线基础设施中的两个或更多个电气事件的电气事件检测装置。该电气事件检测装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.26 US 61/328,122;2010.12.22 US 61/426,4721.一种被配置成用于检测一个或多个电气装置的电气状态的设备，该一个或多个电气装置连接到一个电力基础设施上并且在该电力基础设施上产生高频电气噪声，该设备包括 一个处理模块，该处理模块被配置成用于在一个计算单元的处理器上运行；以及一个传感装置，该传感装置被配置成用于连接到一个电气插座上，该传感装置包括一个数据采集接收器，该数据采集接收器被配置成用于在该传感装置连接到该电气插座上时经由该电气插座接收该高频电气噪声并且将该高频电气噪声转换成一个或多个第一数据信号， 其中 该电气插座电气连接到该电力基础设施上； 该传感装置与该计算单元通信； 该处理模块进一步被配置成用于至少部分地使用该一个或多个第一数据信号来识别该一个或多个电气装置的电气状态；并且 该高频电气噪声包括在10千赫兹至3兆赫范围内的电气噪声。2.根据权利要求I所述的设备，其中 该处理模块进一步被配置成用于至少部分地使用该一个或多个第一数据信号来确定该一个或多个电气装置所消耗的电力。3.根据权利要求I或2所述的设备，其中 该高频电气噪声是由一个或多个开关模式电源产生的；并且 该一个或多个电气装置包括该一个或多个开关模式电源。4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中 该数据采集接收器包括 一个模数转换器；以及 一个滤波器，该滤波器被配置成用于使该高频电气噪声通过。5.根据权利要求1、2、3或4所述的设备，其中 该处理模块被配置成用于通过至少部分地使用该一个或多个第一数据信号来识别何时该一个或多个电气装置中的一个第一电气装置打开或关闭。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的设备，其中 该处理模块进一步被配置成用于确定该一个或多个第一数据信号的基线噪声信号特征； 该处理模块进一步被配置成用于确定该一个或多个第一数据信号中的一个或多个振幅或频率分量，该一个或多个振幅或频率分量是超出该一个或多个第一数据信号的基线噪声信号特征的一个预定阈值量；并且 该处理模块进一步被配置成用于将至少一个电气装置与该一个或多个第一数据信号中的一个或多个振幅或频率分量相关联。7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的设备，其中 该处理模块进一步被配置成用于使用该一个或多个第一数据信号以及来自以下各项中的至少一项的数据来识别该一个或多个电气装置的电气状态 来自一个监管机构的一个第一数据库；一个第二数据库，该第二数据库正在存储关于以前观测的数据信号的数据； 该一个或多个电气装置的一个或多个标签；或者 该一个或多个电气装置的用户标识。8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的设备，其中 该高频电气噪声包括在该电力基础设施上基本上连续的电气噪声；并且该基本上连续的电气噪声包括在大于一个交流电气周期的第一持续时间内在该电力线上是可识别的第一电气噪声或在小于一个交流电气周期的第一持续时间内在该电力线上是可识别的第二电气噪声，但是在三个或更多个交流电气周期中重复该第二电气噪声。9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的设备，其中 该处理模块包括 一个事件检测模块，该事件检测模块被配置成用于使用该一个或多个第一数据信号来确定一个或多个电气事件是否发生； 一个分类模块，该分类模块被配置成用于使用该一个或多个电气事件确定该一个或多个电气装置的电气状态；以及 一个训练模块，该训练模块被配置成用于使一个第一事件类型与该一个或多个电气事件的一个第一事件相关联以及使一个第二事件类型与该一个或多个电气事件的一个第二事件相关联。10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的设备，其中 该高频电气噪声包括在该电力基础设施上基本上连续的电气噪声；并且该基本上连续的电气噪声包括相对于该电力基础设施的一个交流电气周期是周期平稳的多个高频信号。11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、或9所述的设备，其中 该高频电气噪声包括在该电力基础设施上基本上连续的电气噪声；并且该基本上连续的电气噪声包括在该一个或多个电气装置中的至少一个电气装置内的至少一个振荡器所产生的多个高频信号。12.—种对一个或多个电气装置的电力使用进行检测并且分类的方法，该一个或多个电气装置连接到电力线上，该方法包括 在该电力线上捕捉两个或更多个电气信号，该两个或更多个电气信号包括基本上连续的电气噪声； 至少部分地使用在该两个或更多个电气信号中的该基本上连续的噪声在该电力线...

【专利技术属性】
技术研发人员：SN帕特尔，MS雷诺兹，S古普塔，K杨基斯沃伦，
申请(专利权)人：贝尔金国际股份有限公司，
类型：
国别省市：