專利名稱：用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置(disaggregationapparatus)、分解方法和分解計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，其包括電氣網(wǎng)絡(luò)和用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置。
背景技術(shù)：
Shwetak N.Patel 等人的論文 “At the Flick of a Switch: Detecting andClassifying Unique Electrical Events on the Residential Power Line，，，UbiComp2007, Lecture Notes in Computer Science,卷 4717,第 271 頁至第 288 頁，2007,公開了一種識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置，其僅使用被輸送至設(shè)備的電源電壓。然而，該方法依賴于檢測(cè)和分類持續(xù)時(shí)間極短的切換閃爍(switching flicker),因此,需要高采樣率和持續(xù)監(jiān)控。因此，用于執(zhí)行分解功能的技術(shù)努力相對(duì)較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置、分解方法和分解計(jì)算機(jī)程序，其中，可以減少用于執(zhí)行分解功能所需的技術(shù)努力。本發(fā)明的另一目的在于提供一種包括電氣網(wǎng)絡(luò)和用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置的系統(tǒng)。在本發(fā)明的第一方面中，介紹了一種用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置，電氣網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備并由電源供電，其中，分解裝置包括:
-電壓表，用于測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓的第一變化，
-控制器，用于切換可切換負(fù)載，其中，電壓表適于測(cè)量在切換可切換負(fù)載時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓的第二變化，
-設(shè)備確定單元，用于基于測(cè)出的電源電壓的第一變化、測(cè)出的電源電壓的第二變化和可切換負(fù)載的電阻來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。因?yàn)樵O(shè)備確定單元只需要測(cè)出的電源電壓的第一變化、測(cè)出的電源電壓的第二變化和可切換負(fù)載來確定設(shè)備，所以不必檢測(cè)持續(xù)時(shí)間極短的切換閃爍，即，不再要求必需有高采樣率和持續(xù)監(jiān)控。這減少了用于執(zhí)行分解功能的分解裝置的技術(shù)努力。優(yōu)選地，在電氣網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備和可切換負(fù)載并聯(lián)連接。優(yōu)選地，設(shè)備確定單元適于基于測(cè)出的電源電壓的第一變化、測(cè)出的電源電壓的第二變化和可切換負(fù)載的電阻來確定設(shè)備的電氣網(wǎng)絡(luò)的總導(dǎo)納的變化，以及基于所確定的總導(dǎo)納的變化來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。還優(yōu)選地，設(shè)備確定單元適于根據(jù)測(cè)出的電源電壓的第一變化和由電源供應(yīng)的電壓與電氣網(wǎng)絡(luò)的阻抗之比率來確定總導(dǎo)納的變化，其中，根據(jù)測(cè)出的電源電壓的第二變化和可切換負(fù)載的電阻來確定所述比率。優(yōu)選地，導(dǎo)納確定單元適于根據(jù)測(cè)出的電源電壓的第一變化來確定電源電壓的倒數(shù)的第一變化，以及根據(jù)所述比率與電源電壓的倒數(shù)的第一變化之乘積來確定總導(dǎo)納的變化?？倢?dǎo)納的變化指示工作狀態(tài)已被改變的相應(yīng)設(shè)備。優(yōu)選地，設(shè)備確定單元包括存儲(chǔ)器，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的導(dǎo)納特性?？梢酝ㄟ^將所確定的總導(dǎo)納的變化與所存儲(chǔ)的特性相比較來確定工作狀態(tài)已被修改的設(shè)備。還優(yōu)選地，導(dǎo)納確定單元適于根據(jù)測(cè)出的電源電壓的第二變化來確定電源電壓的倒數(shù)的第二變化，以及根據(jù)可切換負(fù)載的電阻與電源電壓的倒數(shù)的第二變化之乘積來確定所述比率。這允許極其簡(jiǎn)單地通過只是切換負(fù)載、測(cè)量電源電壓的第二變化和執(zhí)行簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算來確定所述比率。優(yōu)選地，電壓表適于隨時(shí)間的流逝而測(cè)量向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓以測(cè)量時(shí)間相關(guān)的電源電壓，其中，設(shè)備確定單元適于:
-根據(jù)測(cè)出的時(shí)間相關(guān)的電源電壓來確定設(shè)備的電氣網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)間而變的總導(dǎo)納，以確定時(shí)間相關(guān)的總導(dǎo)納，以及
-根據(jù)所確定的時(shí)間相關(guān)的總導(dǎo)納和所確定的時(shí)間相關(guān)的電源電壓來確定工作狀態(tài)已被修改的設(shè)備的能耗。具體地，設(shè)備確定單元適于根據(jù)時(shí)間相關(guān)的電源電壓的平方與時(shí)間相關(guān)的總導(dǎo)納之乘積在時(shí)間上的積分來確定設(shè)備的能耗。因此，設(shè)備確定單元不僅可以確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備，還可以確定該設(shè)備的能耗。分解裝置可以包括可切換負(fù)載。然而，可切換負(fù)載還可以是具有已知電阻的任何其它負(fù)載。例如，可切換負(fù)載還可以是電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之一。在實(shí)施例中，電壓表適于測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓頻率的電源電壓的第一變化并測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)電氣網(wǎng)絡(luò)中的與市電頻率不同的附加頻率的電壓的第一附加變化，以及設(shè)備確定單元適于基于測(cè)出的電源電壓的第一變化、測(cè)出的電氣網(wǎng)絡(luò)中的電壓的第一附加變化、測(cè)出的電源電壓的第二變化和可切換負(fù)載的電阻來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。電壓表可以進(jìn)一步適于測(cè)量在切換可切換負(fù)載時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓頻率的電源電壓的第二變化并測(cè)量在切換可切換負(fù)載的工作狀態(tài)時(shí)電氣網(wǎng)絡(luò)中的所述附加頻率的電壓的第二附加變化，其中，設(shè)備確定單兀適于基于測(cè)出的電源電壓的第一變化、測(cè)出的電氣網(wǎng)絡(luò)中的電壓的第一附加變化、測(cè)出的電源電壓的第二變化、測(cè)出的電氣網(wǎng)絡(luò)中的電壓的第二附加變化和可切換負(fù)載的電阻來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。分解裝置可以包括電流發(fā)生單元，電流發(fā)生單元用于在電氣網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生所述附加頻率的電流。具體地，設(shè)備確定單元可以適于確定總導(dǎo)納在電源電壓頻率和所述附加頻率下的變化，并基于在電源電壓頻率和所述附加頻率下確定的總導(dǎo)納變化來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。這允許基于所確定的總導(dǎo)納變化的頻率依賴度來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備?？倢?dǎo)納變化的頻率依賴度可以指示工作狀態(tài)已被改變的相應(yīng)設(shè)備。設(shè)備確定單元可以包括存儲(chǔ)器，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)電氣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的頻率依賴度。可以通過將總導(dǎo)納變化的頻率依賴度與所存儲(chǔ)的設(shè)備導(dǎo)納的頻率依賴度相比較來確定工作狀態(tài)已被改變的一個(gè)或若干個(gè)設(shè)備。電流發(fā)生單元可以是附加電源，其與電氣網(wǎng)絡(luò)相連來供應(yīng)電壓，因而以所述附加頻率向設(shè)備供應(yīng)電流。電流發(fā)生單元可以適于產(chǎn)生正弦波電流。然而，電流發(fā)生單元還可以是被重復(fù)地接通和斷開的DC電流源。在本發(fā)明的另一方面中，介紹了一種系統(tǒng)，其包括電氣網(wǎng)絡(luò)和如權(quán)利要求1所述的分解裝置，電氣網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備并由電源供電，分解裝置用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。在本發(fā)明的另一方面中，介紹了一種用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解方法，電氣網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備并由電源供電，其中，分解方法包括:
-測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓的第一變化， -測(cè)量在切換可切換負(fù)載時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓的第二變化，
-基于測(cè)出的電源電壓的第一變化、測(cè)出的電源電壓的第二變化和可切換負(fù)載的電阻來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。在本發(fā)明的另一方面中，介紹了一種用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解計(jì)算機(jī)程序，電氣網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備并由電源供電，其中，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼裝置，程序代碼裝置在計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行在控制分解裝置的計(jì)算機(jī)上時(shí)使如權(quán)利要求1中所述的分解裝置執(zhí)行如權(quán)利要求13所述的分解方法的步驟。應(yīng)該理解，權(quán)利要求1的分解裝置、權(quán)利要求12的系統(tǒng)、權(quán)利要求13的分解方法和權(quán)利要求14的分解計(jì)算機(jī)程序具有如從屬權(quán)利要求所述的相似和/或等同的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)該理解，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例還可以是從屬權(quán)利要求和相應(yīng)獨(dú)立權(quán)利要求的任何組合。通過參考下述實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將顯而易見并參照這些實(shí)施例而得以闡明。


在以下附圖中:
圖1示意性且示例性地示出了用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解裝置的實(shí)施例，
圖2示意性地示出了在接通和斷開設(shè)備時(shí)電氣網(wǎng)絡(luò)的若干設(shè)備的總導(dǎo)納，以及 圖3示出了示例性地闡明用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意性且示例性地示出了用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)2中的設(shè)備的系統(tǒng)10，系統(tǒng)10包括電氣網(wǎng)絡(luò)2和分解裝置I。電氣網(wǎng)絡(luò)2包括由電源6供電的多個(gè)設(shè)備3、4、5。在圖1中，分解裝置I的元件有陰影。分解裝置I包括電壓表7，電壓表7用于測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)2的設(shè)備3、4、5輸送的電源電壓
的第一變化。分解裝置I還包括可切換負(fù)載8，其中，電壓表7適于測(cè)量在切換可切換負(fù)載8時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)2的設(shè)備3、4、5輸送的電源電壓V的第二變化。分解裝置I還包括設(shè)備確定單元9，設(shè)備確定單元9基于測(cè)出的電源電壓V的第一變化、測(cè)出的電源電圧的第二變化和可切換負(fù)載8的電阻R來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。在電氣網(wǎng)絡(luò)2中，設(shè)備
3、4、5和可切換負(fù)載8并聯(lián)連接。分解裝置I還包括控制器12，控制器12控制分解裝置I的元件，尤其是控制電壓表7、可切換負(fù)載8和設(shè)備確定單元9。在該實(shí)施例中，設(shè)備確定單元9適于基于測(cè)出的電源電壓V的第一變化、測(cè)出的電源電壓V的第二變化和可切換負(fù)載8的電阻R來確定設(shè)備3、4、5的電氣網(wǎng)絡(luò)2的總導(dǎo)納Y的變化ΔΥ，以及基于所確定的總導(dǎo)納的變化ΔΥ來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。具體地，設(shè)備確定單元9適于根據(jù)測(cè)出的電源電圧 的第一變化和由電源6供應(yīng)的電壓V0與電氣網(wǎng)絡(luò)2的阻抗Zci之比率來確定總阻抗的變化ΔΥ ,其中，根據(jù)測(cè)出的電源電壓V的第二變化和可切換負(fù)載來確定所述比率。優(yōu)選地，導(dǎo)納確定單元9適于根據(jù)測(cè)出的電源電壓V的第一變化來確定電源電壓的倒數(shù)1/V的第一變化,以及根據(jù)以下等式來確定總導(dǎo)
納Y的變化ΔΥ，總導(dǎo)納的變化取決于所述比率與電源電壓的倒數(shù)1/V的第一變化之乘積:
權(quán)利要求
1.一種用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中的設(shè)備的分解裝置，電氣網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備(3，4，5)并由電源(6)供電，分解裝置(I)包括: -電壓表(7),用于測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)(2)的設(shè)備(3,4, 5)輸送的電源電壓(V)的第一變化， -控制器(12)，用于切換可切換負(fù)載(8)，其中，電壓表(7)適于測(cè)量在切換可切換負(fù)載(8)時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)(2)的設(shè)備(3,4,5)輸送的電源電壓(V)的第二變化， -設(shè)備確定單元(9)，用于基于測(cè)出的電源電壓(V)的第一變化、測(cè)出的電源電壓(V)的第二變化和可切換負(fù)載(8)的電阻(R)來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的分解裝置，其中，設(shè)備確定單元(9)適于基于測(cè)出的電源電壓(V)的第一變化、測(cè)出的電源電壓(V)的第二變化和可切換負(fù)載(8)的電阻(R)來確定設(shè)備(3，4，5)的電氣網(wǎng)絡(luò)(2)的總導(dǎo)納(Y)的變化(ΛΥ)，以及基于所確定的總導(dǎo)納的變化(ΛΥ)來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2所述的分解裝置，其中，設(shè)備確定單元(9)適于根據(jù)測(cè)出的電源電壓(V)的第一變化和由電源(6)供應(yīng)的電壓(Vtl)與電氣網(wǎng)絡(luò)(2)的阻抗(Ztl)的比率來確定總導(dǎo)納的變化(△ Y)，其中，根據(jù)測(cè)出的電源電壓(V)的第二變化和可切換負(fù)載(8)的電阻(R)來確定所述比率。
4.如權(quán)利要求3所述的分解裝置，其中，導(dǎo)納確定單元(9)適于根據(jù)測(cè)出的電源電壓(V)的第一變化來確定電源電壓的倒數(shù)(1/V)的第一變化(Λ i (1/V))，以及根據(jù)所述比率與電源電壓的倒數(shù)(1/V)的第一變化(A1(IA))之乘積來確定總導(dǎo)納的變化(ΛΥ)。
5.如權(quán)利要求3所述的分解裝置，其中，導(dǎo)納確定單元(9)適于根據(jù)測(cè)出的電源電壓(V)的第二變化來確定電源電壓的倒數(shù)(1/V)的第二變化(Λ 2 (1/V))，以及根據(jù)可切換負(fù)載(8)的電阻(R)與電源電壓的倒數(shù)(1/V)的第二變化(Λ2(1/ν))之乘積來確定所述比率。
6.如權(quán)利要求1所述的分解裝置，其中，電壓表(6)適于隨時(shí)間的流逝測(cè)量向電氣網(wǎng)絡(luò)(2)的設(shè)備(3，4，5)輸送的電源電壓(V)以測(cè)量時(shí)間相關(guān)的電源電壓(V(t))，以及其中，設(shè)備確定單元(9)適于: -根據(jù)測(cè)出的時(shí)間相關(guān)的電源電壓(V(t))來確定設(shè)備(3，4，5)的電氣網(wǎng)絡(luò)(2)隨時(shí)間而變的總導(dǎo)納(Y)，以確定時(shí)間相關(guān)的總導(dǎo)納(Y(t))，以及 -根據(jù)所確定的時(shí)間相關(guān)的總導(dǎo)納(Y(t))和所確定的時(shí)間相關(guān)的電源電壓(V(t))來確定工作狀態(tài)已被修改的設(shè)備(3)的能耗。
7.如權(quán)利要求6所述的分解裝置，其中，設(shè)備確定單元(9)還適于根據(jù)時(shí)間相關(guān)的電源電壓(V(t))的平方與時(shí)間相關(guān)的總導(dǎo)納(Y(t)))之乘積在時(shí)間上的積分來確定設(shè)備(3)的能耗。
8.如權(quán)利要求1所述的分解裝置，其中，分解裝置(I)包括可切換負(fù)載(8)。
9.如權(quán)利要求1所述的分解裝置，其中， -電壓表(7)適于測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)(2)的設(shè)備(3,4,5)輸送的電源電壓頻率的電源電壓(V)的第一變化，并且測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中與電源頻率不 同的附加頻率的電壓的第一附加變化，以及 -設(shè)備確定單元(9)適于基于測(cè)出的電源電壓(V)的第一變化、測(cè)出的電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中的電壓的第一附加變化、測(cè)出的電源電壓(V)的第二變化和可切換負(fù)載(8)的電阻(R)來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。
10.如權(quán)利要求9所述的分解裝置，其中， -電壓表(7)還適于測(cè)量在切換可切換負(fù)載(8)時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)(2)的設(shè)備(3,4, 5)輸送的電源電壓頻率的電源電壓(V)的第二變化，并且測(cè)量在切換可切換負(fù)載(8)的工作狀態(tài)時(shí)電氣網(wǎng)絡(luò)(2 )中所述附加頻率的電壓的第二附加變化， -設(shè)備確定單元(9)適于基于測(cè)出的電源電壓(V)的第一變化、測(cè)出的電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中的電壓的第一附加變化、測(cè)出的電源電壓(V)的第二變化、測(cè)出的電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中的電壓的第二附加變化和可切換負(fù)載(8)的電阻(R)來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。
11.如權(quán)利要求9所述的分解裝置，其中，分解裝置包括電流發(fā)生單元(11)，電流發(fā)生單元(11)用于在電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中產(chǎn)生所述附加頻率的電流。
12.一種包括電氣網(wǎng)絡(luò)(2)和如權(quán)利要求1所述的分解裝置的系統(tǒng)(10)，電氣網(wǎng)絡(luò)(2)包括多個(gè)設(shè)備(3，4，5)并由電源(6)供電，分解裝置用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中的設(shè)備。
13.一種用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解方法，電氣網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備并由電源供電，該分解方法包括: -測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓(V)的第一變化， -測(cè)量在切換可切換負(fù)載(8)時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓(V)的第二變化， -基于測(cè)出的電源電壓(V)的第一變化(AV)、測(cè)出的電源電壓(V)的第二變化和可切換負(fù)載(8)的電阻(R)來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。
14.一種用于識(shí)別電氣網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分解計(jì)算機(jī)程序，電氣網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備并由電源供電，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼裝置，程序代碼裝置用于在計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行在控制分解裝置的計(jì)算機(jī)上時(shí)使如權(quán)利要求1中所述的分解裝置執(zhí)行如權(quán)利要求13所述的分解方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于識(shí)別包括多個(gè)設(shè)備(3，4，5)的電氣網(wǎng)絡(luò)(2)中的設(shè)備的分解裝置。電壓表(7)測(cè)量在設(shè)備的工作狀態(tài)被修改時(shí)向電氣網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備輸送的電源電壓(V)的第一變化，以及在切換可切換負(fù)載時(shí)電源電壓的第二變化。設(shè)備確定單元(9)基于測(cè)出的電源電壓的第一變化、測(cè)出的電源電壓的第二變化和可切換負(fù)載的電阻來確定工作狀態(tài)已被改變的設(shè)備。因此，可以在不檢測(cè)持續(xù)時(shí)間極短的切換閃爍的情況下確定設(shè)備，即不再要求必需有高采樣率和持續(xù)監(jiān)控。這減少了用于執(zhí)行分解功能的分解裝置的技術(shù)努力。
文檔編號(hào)H02J13/00GK103181058SQ201180045754
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者R·里伊特曼, A·菲里皮, A·V·潘哈里帕德, Y·王, P·A·施魯布索勒 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司