采用有限状态机建模以识别多种不同电负载类型中的一种电负载类型的方法和系统的利记博彩app
【专利说明】采用有限状态机建模以识别多种不同电负载类型中的一种 电负载类型的方法和系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年6月3日提交的美国专利申请序列号No. 13/908, 263的优 先权和权益，其通过引用合并到本文。
[0003] 本发明在国家能源技术实验室能源部授予的DE-EE0003911的政府支持下做出 的。政府具有该发明的某些权利。
技术领域
[0004] 所公开的概念一般涉及电负载，并且更特别地涉及用于识别不同类型的电负载的 方法。所公开的概念还涉及用于识别不同类型的电负载的系统。
【背景技术】
[0005] 在商业或住宅建筑中，插入式负载的使用占到了大约总建筑电消耗的36%。插入 式负载的有效管理可帮助用户获得高达总建筑能耗的大约7%到大约15%的节能潜力。但 是，通常忽视了建筑内插入式负载的功率消耗监测和能量管理。因为经常观测到的有害跳 闸导致用户的不便以及对电器的潜在损坏，并且相应地降低所采用的解决方案的符合率， 所以不认为现存插入式负载控制和管理产品（例如可控电源板）是有效的解决方案。造成 这种问题的主要原因之一是缺少对插入式负载的实际使用状态的可见性。
[0006] 为了得到插入式负载的有效控制和管理，以及确保持续的节能措施，建筑物设施 管理员和终端用户已认识到需要清楚在建筑物内所使用的插入式负载的类型和操作状态。 换句话说，期望通过负载类型获得对插入式负载的能量使用的更精细的可见性。
[0007] 美国专利申请公开号 No. 2013/0138669,名称为 "System And Method Employing A Hierarchical Load Feature Database To Identify Electric Load Types Of Different Electric Loads"，其通过引用并入本文，其公开了采用分级负载特征数据库和 分类结构作为用于优化特征选择的模型驱动指导的系统和方法。
[0008] 存在识别不同电负载类型的方法的改进空间。
[0009] 同样存在用于识别不同电负载类型的系统的改进空间。
【发明内容】
[0010] 通过所公开概念的实施例满足这些和其它需求，其生成描述不同电负载类型中的 对应一种电负载类型的广义负载启动或瞬态分布的对应有限状态机模型的状态序列；并且 识别不同电负载类型中的对应一种电负载类型。
[0011] 根据所公开概念的一个方面，用于多种不同电负载类型的系统包括：多个传感器， 其被构造为感测不同电负载中的每个电负载的电压信号和电流信号；以及处理器，其被构 造为：从传感器获取不同电负载类型中的对应一种电负载类型的电压和电流波形；计算波 形的功率或电流RMS分布；将功率或电流RMS分布量化成一组量化的状态值；评估所量化 的状态值中的每一个量化的状态值的状态持续时间；基于功率或电流RMS分布和所量化的 状态值来评估多个状态类型；生成描述不同电负载类型中的对应一种电负载类型的广义负 载启动或瞬态分布的对应有限状态机模型的状态序列；以及识别不同电负载类型中的对应 一种电负载类型。
[0012] 作为所公开概念的另一个方面，用于多个不同电负载类型的有限状态机建模方法 包括：获取不同电负载类型中的对应一种电负载类型的电压和电流波形；计算波形的功率 或电流RMS分布；将功率或电流RMS分布量化成一组量化的状态值；评估所量化的状态值 中的每个量化的状态值的状态持续时间；基于功率或电流RMS分布和所量化的状态值来评 估多个状态类型；通过处理器生成描述不同电负载类型中的对应一种电负载类型的广义负 载启动或瞬态分布的对应有限状态机模型的状态序列；以及识别不同电负载类型中的对应 一种电负载类型。
【附图说明】
[0013] 当结合附图阅读时，可从下述优选实施例的描述中得到本公开概念的完整理解， 在附图中：
[0014] 图1是根据本公开概念的实施例的用于建模负载简档的状态的框图；
[0015] 图2-4是根据本公开概念的实施例的分别包括尖峰、步升状态（步骤R状态）以 及间歇状态的电流与时间图；
[0016] 图5是用于根据本公开概念的实施例的采用有限状态机（FSM)模型的电流与时间 图；
[0017] 图6是示出应用到图5的电流与时间图的FSM模型的图；
[0018] 图7是根据本公开概念的实施例的FSM建模的过程的流程图；
[0019] 图8是图7的FSM建模过程的所提取的功率/电流分布的图；
[0020] 图9是图8中提取的功率/电流分布的量化；
[0021] 图10是从图9的所量化的功率/电流分布生成的状态序列；
[0022] 图11是图10的所生成的状态序列的FSM表述；
[0023] 图12是图11的所生成的状态序列的时间表；
[0024] 图13A和13B，14A和14B，15A、15B、15C和15D是根据本公开概念的实施例的分别 用于显示器/电视、个人计算机、电扇、空间加热器、微波炉和碎纸机的所生成的状态序列 的时间图；
[0025] 图16是微波炉处于60秒重新加热模式中的电流与时间图；
[0026] 图17是根据本公开概念的实施例的包括相同重复模式的电流与时间图；
[0027] 图18是根据本公开概念的实施例的包括重复的步升/步降模式的电流与时间 图；
[0028] 图19是根据本公开概念的实施例的包括尖峰引导的重复模式的电流与时间图；
[0029] 图20是根据本公开概念的实施例的正充电的特定笔记本电脑的伴有对应的事件 序列、特征和周期性特征的电流与时间分布；
[0030] 图21是根据本公开概念的实施例的执行双面打印的特定打印机的伴有对应的事 件序列、特征和周期性特征的电流与时间分布；
[0031 ]图22是根据本公开概念的实施例的在启动期间的特定LCD电视的伴有对应事件 序列、特征和周期性特征的电流与时间图。
【具体实施方式】
[0032] 本文中使用的术语"数量"将意为一或大于一的整数（即，多个）。
[0033] 本文中使用的术语"处理器"将意为可存储、获取并处理数据的可编程模拟和/或 数字设备；计算机；工作站；个人计算机（PC);控制器；数字信号处理器（DSP);微处理器； 微控制器；微计算机；中央处理单元；主机计算机；迷你计算机；服务器；网络处理器；或任 何适当的处理装置或设备。
[0034] 虽然公开了与示例负载和示例负载特征相关联的本公开概念，但本公开概念适用 于宽范围的负载和宽范围的负载特征。
[0035] 本公开概念实现用于插入式负载的自动识别技术，并且如公开号 No. 2013/0138669所公开的可寻址2级负载子类别识别。层级负载特征数据库包括三层，但 是可采用多于三层。第一层或级是负载类别，第二层或级（2级）是负载子类别，并且第三 层或级是包括多种不同负载类型的负载类型。
[0036] 第一级的负载类别的非限制性示例包括电阻负载、电抗负载、具有功率因数校正 的非线性、不具有功率因数校正的非线性、具有变压器的