用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的方法、傳感器和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的方法、傳感器和系統(tǒng)。該方法包括使用連接至所述電力線網(wǎng)絡(luò)的傳感器獲取電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性，并且基于電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性和模型輪廓檢測(cè)連接至電力線網(wǎng)絡(luò)的電器。該模型輪廓基于一個(gè)或多個(gè)候選電器的電特性和電力線網(wǎng)絡(luò)的配置。
【專利說(shuō)明】用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的方法、傳感器和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說(shuō)明書涉及用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的方法、系統(tǒng)和傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]在任何家庭中，例如咖啡機(jī)、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等許多電氣設(shè)備可以被連接至電力線網(wǎng)絡(luò)。電器感應(yīng)技術(shù)可以幫助分別監(jiān)測(cè)這種電氣設(shè)備(電器)和它們的操作。這可能是有利的，例如，如果電力消耗件的用戶不知道哪些設(shè)備當(dāng)前連接并且消耗電力。當(dāng)離開(kāi)房屋時(shí)，住戶可能想要確信他確實(shí)已關(guān)閉特定的電氣設(shè)備。此外，在老人居住的房間中，親屬可能想要檢查是否住戶在早晨已確實(shí)起床。在這種情況下，可能期望遠(yuǎn)程監(jiān)控住戶是否使用了咖啡機(jī)。此外，電器感應(yīng)在智能電網(wǎng)和/或需求響應(yīng)方案的背景中可以是有用的。
[0003]通常，電器感應(yīng)是指識(shí)別連接至電力線網(wǎng)絡(luò)的電器。根據(jù)感應(yīng)概念，電器感應(yīng)可以例如以安常保險(xiǎn)柜級(jí)(即“智能電表”級(jí))執(zhí)行?？商鎿Q地，可以使用電器傳感器，該電器傳感器被插入住宅中的電源插座中，然后感應(yīng)周圍開(kāi)啟的或附接的電器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的改進(jìn)的方法、傳感器和系統(tǒng)。
[0005]上述目的由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所要求保護(hù)的主題實(shí)現(xiàn)。
[0006]從附圖以及隨后的描述中，本公開(kāi)內(nèi)容的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)將變得顯而易見(jiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]結(jié)合附圖參照以下詳細(xì)描述更好地理解本公開(kāi)內(nèi)容及其許多預(yù)期效果時(shí)，可以容易獲得對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容及其許多預(yù)期效果的更加全面的理解，其中:
[0008]圖1是示出電力線網(wǎng)絡(luò)和用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的系統(tǒng)的實(shí)例的示意性框圖；
[0009]圖2示出包括根據(jù)實(shí)施方式的傳感器的電力線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步實(shí)例；
[0010]圖3示出在不同的條件下所采用的電視機(jī)的電特性的實(shí)例；
[0011]圖4A示出圖解用于確定根據(jù)實(shí)施方式的模型輪廓的算法的傳輸線模型；
[0012]圖4B示出圖解用于確定根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施方式的模型輪廓的算法的傳輸線模型；
[0013]圖5是示出根據(jù)實(shí)施方式的方法的簡(jiǎn)化流程圖；并且
[0014]圖6示出另一傳感器的實(shí)例。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以概述方式提供了上述段落，而不旨在限制以下權(quán)利要求的范圍。參考結(jié)合附圖的以下【具體實(shí)施方式】將充分理解所描述的實(shí)施方式連同進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。附圖中的元件無(wú)須相互成比例。
[0016]應(yīng)當(dāng)理解，可以利用其他實(shí)施方式，并且在不偏離由權(quán)利要求定義的范圍的情況下可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯改變。在附圖中，貫穿數(shù)個(gè)示圖，類似參考標(biāo)號(hào)表示相同或相應(yīng)的部分。
[0017]實(shí)施方式的描述不是限制性的。特別地，在下文中描述的實(shí)施方式的元素可以與不同實(shí)施方式的元素結(jié)合。
[0018]圖1示出電力線網(wǎng)絡(luò)200和用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的系統(tǒng)180的實(shí)例。電力線網(wǎng)絡(luò)200可以是任何電力線網(wǎng)絡(luò)(供電網(wǎng)絡(luò))，特別是可以存在于一個(gè)或多個(gè)家庭，居住單元，公寓，公寓房屋，辦公室，工廠，商店等的電力線網(wǎng)絡(luò)或輸電干線電力網(wǎng)。電力線網(wǎng)絡(luò)200可以經(jīng)由配電柜230連接到連接線270(其可以將電力線網(wǎng)絡(luò)200連接到例如電壓分配網(wǎng)或發(fā)電廠)。根據(jù)實(shí)施方式，配電柜230可以被實(shí)現(xiàn)為保險(xiǎn)絲柜。電力線網(wǎng)絡(luò)200可以包括一個(gè)或多個(gè)電線或電力線纜。根據(jù)國(guó)家規(guī)范或常規(guī)，每條電線可以例如包括一條、兩條、三條或更多不同相位的相線、中性線和保護(hù)性地線。例如，電力線網(wǎng)絡(luò)200可以包括干線210和幾個(gè)支線215。電氣設(shè)備240、250、260的連接線纜可以被插入到壁裝電源插座或插座275中以連接電氣設(shè)備和電力線網(wǎng)絡(luò)。更多電氣設(shè)備246可以經(jīng)由其他連接器系統(tǒng)276連接至電力線系統(tǒng)200。此外，支線215可以經(jīng)由壁裝電源插座連接至干線210。例如，支線215可以由向其中插入電氣設(shè)備245和247的連接線纜的多插口電源插座實(shí)現(xiàn)。
[0019]作為在本說(shuō)明書的上下文中使用的術(shù)語(yǔ)“電器”可以指如例如在圖1中示出的任何電氣設(shè)備240到260。電氣設(shè)備的具體實(shí)例可以包括任何可能的設(shè)備，例如照明燈泡，電冰箱，吸塵器，洗衣機(jī)，電視機(jī)，錄像機(jī)，DVD播放機(jī)，空調(diào)，⑶播放機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)交換機(jī)，機(jī)頂盒，電池充電設(shè)備，電話，筆記本及其他。例如，電氣設(shè)備可以包括固定電氣設(shè)備和移動(dòng)(可斷開(kāi)的)電氣設(shè)備。術(shù)語(yǔ)“電器”此外可以包括一組例如通過(guò)支線215的方式連接到多插口電源插座或具有特定電源插座275的延長(zhǎng)引線的電氣設(shè)備。術(shù)語(yǔ)“電器”不局限于電力消耗設(shè)備。根據(jù)實(shí)施方式，這個(gè)術(shù)語(yǔ)還可以包括發(fā)電設(shè)備，例如可以附接到房屋屋頂上的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，地?zé)岚l(fā)電廠及其他。此外，本術(shù)語(yǔ)同樣可以包括連接至電力線網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)車輛，其在充電期間消耗電力，但是在其它時(shí)候可以從其電池組中供應(yīng)電力到電力線網(wǎng)絡(luò)。
[0020]作為將容易理解的，電器不必是靜態(tài)的，例如吸塵器或其他例如可以在公寓中被插入到不同電源插座中的筆記本或電池充電器的移動(dòng)設(shè)備。電器可以在不同的工作狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行的程序，和可選擇地，程序內(nèi)的點(diǎn)，洗衣機(jī)或洗碗機(jī)可以處于不同的工作狀態(tài)(諸如，例如干燥或滾動(dòng))。此外，例如洗衣機(jī)或洗碗機(jī)的電器能夠以“經(jīng)濟(jì)程序”運(yùn)轉(zhuǎn)，例如專用省電模式。再者，例如筆記本，電視機(jī)，錄像機(jī)可以處于待機(jī)狀態(tài)，即，未激活但消耗一些電力。根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施方式，電器可以處于電力消耗或電力輸送狀態(tài)。例如，如上面已提及的，電動(dòng)車輛可以被充電，因此消耗電力，或可以從它的電池中供應(yīng)電力到電力線網(wǎng)絡(luò)，因此輸送電力。在本說(shuō)明書的上下文中，術(shù)語(yǔ)“連接至電力線網(wǎng)絡(luò)”旨在意指提供電力到特定電器的線路，例如，連接線纜與電力線網(wǎng)絡(luò)連接。例如，特定電器的連接線纜可以被插入到插座中。特定電器可以處于任意的工作狀態(tài)。例如，電器可以被開(kāi)啟或關(guān)閉，電器可以在I級(jí)或2級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)，其可能處于待機(jī)模式，其可以供電或消耗電力。術(shù)語(yǔ)“激活的電器”是指與電力線網(wǎng)絡(luò)連接的電器，該電器消耗或輸送電力。例如，電器可以被連接并開(kāi)啟。
[0021]示出的電力線網(wǎng)絡(luò)200圖解了普遍使用的電力線網(wǎng)絡(luò)。如將清楚了解的，任何種類的電力線網(wǎng)絡(luò)可以用于本公開(kāi)內(nèi)容的目的。在本公開(kāi)內(nèi)容的上下文中，術(shù)語(yǔ)“電力線網(wǎng)絡(luò)”是指可以存在于例如住宅、建筑物、城市小區(qū)、城鎮(zhèn)及其他任意實(shí)體中的電網(wǎng)，一個(gè)或多個(gè)任意的電器被連接到此電網(wǎng)。
[0022]用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)180包括傳感器100。傳感器100包括被配置為連接至電力線網(wǎng)絡(luò)200的連接器105。例如，連接器105可以連接至插口 275或電力線網(wǎng)絡(luò)200的電源插座。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，連接器105可以通過(guò)任意的連接器系統(tǒng)連接至電力線網(wǎng)絡(luò)200，例如在配電柜處。傳感器進(jìn)一步包括被配置為測(cè)量電力線網(wǎng)絡(luò)200的電特性的測(cè)量單元110。傳感器還包括處理器115，處理器115可以被配置為基于一個(gè)或多個(gè)候選電器的電特性和電力線網(wǎng)絡(luò)的配置確定模型輪廓(model profile).處理器115進(jìn)一步被配置為基于電力線網(wǎng)絡(luò)200的電特性和模型輪廓檢測(cè)連接至網(wǎng)絡(luò)的電器。在圖1中示出的系統(tǒng)還可以包括用于存儲(chǔ)多個(gè)電氣設(shè)備的電特性、增強(qiáng)電特性和/或模型輪廓的存儲(chǔ)器120。此外，系統(tǒng)180可以包括用于發(fā)送檢測(cè)連接的電器的結(jié)果的通信單元125。
[0023]測(cè)量單元110被配置為經(jīng)由連接器105測(cè)量電力線網(wǎng)絡(luò)200的電特性。通常，電力線網(wǎng)絡(luò)電特性的測(cè)量經(jīng)由可以與電力線網(wǎng)絡(luò)200按照以上說(shuō)明的方式連接的連接器105執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性可以相當(dāng)于(一個(gè)或多個(gè))測(cè)量((一個(gè)或多個(gè))測(cè)量的結(jié)果)，或其可以從測(cè)量中例如通過(guò)處理所述(一個(gè)或多個(gè))測(cè)量或通過(guò)計(jì)算導(dǎo)出。例如，電特性可以通過(guò)測(cè)量或推導(dǎo)電力線網(wǎng)絡(luò)的電流、電壓、復(fù)值的阻抗(complex-valuedimpedance),S參數(shù)或復(fù)值的導(dǎo)納函數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)獲得。作為替代,任何這些測(cè)定值的任何實(shí)部和虛部可以使用?？梢栽谝粋€(gè)或多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，例如通過(guò)測(cè)量單元110和/或額外的在圖2中未示出的測(cè)量單元，例如在線路周期內(nèi)或一個(gè)或多個(gè)時(shí)間特定點(diǎn)。
[0024]例如，測(cè)量單元110可以注入測(cè)試信號(hào)，例如以一個(gè)或多個(gè)固定載波頻率f的Ut (f, T )和/或It(f, τ)，其中τ表示線路周期位置，τ處于從O到2 π / ω ρι^的時(shí)間間隔中，其中在普遍使用的電力線網(wǎng)絡(luò)中可以是例如50Hz或60Hz。然后，測(cè)量單元110可以經(jīng)由連接器105測(cè)量電壓U。(f，τ)和/或電流IJf，τ)，連接器105可以包括測(cè)試信號(hào)的反射。從所述測(cè)量中可以獲得電特性。舉例來(lái)說(shuō)，電特性可以基于關(guān)于注入的測(cè)試信號(hào)的認(rèn)知得來(lái)。例如，電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性可以通過(guò)確定由Y(f，x)=10(f, x)/U0(f, τ)定義的復(fù)值的導(dǎo)納函數(shù)確定。測(cè)量單元110可以能夠在某個(gè)頻率范圍中生成測(cè)試信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，頻率范圍可以來(lái)自于大約50kHz到大約多于225kHz并且甚至更多。此外，測(cè)量單元110可以被配置為在這個(gè)頻率范圍中適當(dāng)?shù)母袘?yīng)和測(cè)量電壓Udf，τ)和/或電流1。比τ)。測(cè)量單元的具體配置是通常已知的，并且可以借助于用于經(jīng)由連接器105測(cè)量復(fù)值的導(dǎo)納函數(shù)的設(shè)備或電路實(shí)現(xiàn)。
[0025]處理器115可以借助于任何種類的處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)，處理設(shè)備包括，例如，CPU (“中央處理單元”)。相反于在圖1和2中示出的配置，處理器可能不借助于與傳感器更多的組件相同的外殼封裝。例如，測(cè)量單元110可以經(jīng)由連接器插入到插口 275或電力線網(wǎng)絡(luò)200，并且測(cè)定值，例如UJf，τ )和1。比τ )可以被發(fā)送到可以是普遍的采用的計(jì)算機(jī)的組件的處理器。更進(jìn)一步地，處理器可以被布置在遠(yuǎn)離電力線網(wǎng)絡(luò)的位置。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，測(cè)定值，例如U^f，τ)和1。比τ)，被通過(guò)任何種類的有線連接或無(wú)線連接發(fā)送到位于世界上任何位置的計(jì)算機(jī)。
[0026]處理器115被配置為基于電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性和基于一個(gè)或多個(gè)候選電器的電特性和電力線網(wǎng)絡(luò)的配置的模型輪廓檢測(cè)連接的電器。處理器115可以被配置為考慮電力線網(wǎng)絡(luò)的配置來(lái)確定模型輪廓。在本公開(kāi)內(nèi)容的上下文中，術(shù)語(yǔ)“電力線網(wǎng)絡(luò)的配置”是指電力線網(wǎng)絡(luò)或干線電力網(wǎng)的(電流)狀態(tài)，狀態(tài)例如由電力線網(wǎng)絡(luò)的(固定)結(jié)構(gòu)(例如節(jié)點(diǎn)的排布，線路的長(zhǎng)度，線路的衰減，信號(hào)在線路上的運(yùn)行時(shí)間等)和/或連接至電力線網(wǎng)絡(luò)的電器的影響(例如由反射或干擾等所引起的)確定。電力線網(wǎng)絡(luò)的配置可以考慮哪些電器被連接至哪個(gè)電源插座或其他連接器元件，在電源插座和電器之間對(duì)應(yīng)的線長(zhǎng)度和/或在電器所連接至的電源插座和測(cè)量單元所連接的點(diǎn)之間的距離。
[0027]根據(jù)實(shí)施方式，確定模型輪廓可以包括確定一個(gè)、更多或全部候選電器的增強(qiáng)電特性，其反映電力線網(wǎng)絡(luò)中的候選電器的位置對(duì)候選電器的電特性的影響，例如在電力線網(wǎng)絡(luò)中的候選電器的位置和測(cè)量電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性所在的點(diǎn)之間的電力線網(wǎng)絡(luò)的影響。例如，候選電器的增強(qiáng)電特性可以如按照(通道通過(guò))在電器和測(cè)量點(diǎn)之間的電力線的變換相當(dāng)于電器的電特性。例如，在家庭中，可用電器的組可以是已知的(例如由于用戶輸入或訓(xùn)練階段)。另外，在實(shí)施方式中，這些電器通常使用的位置可以是已知的。例如，吸塵器可以用在各種位置(例如，房屋的不同的電源插座)，反之洗衣機(jī)和洗碗機(jī)通常是固定的。相應(yīng)地，處理器115可以確定洗碗機(jī)和洗衣機(jī)在不同的工作狀態(tài)和/或在它們的靜態(tài)位置的增強(qiáng)電特性。此外，處理器115可以確定在對(duì)應(yīng)于其可能連接的不同電源插座的各種不同位置和各種工作狀態(tài)的吸塵器的增強(qiáng)電特性。例如，這些增強(qiáng)電特性可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備120中。根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施方式，確定模型輪廓可以包括確定候選電器的增強(qiáng)電特性的組合。
[0028]根據(jù)實(shí)施方式，電特性、增強(qiáng)電特性和/或模型輪廓可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備120中。根據(jù)實(shí)施方式，存儲(chǔ)器設(shè)備120可以構(gòu)成系統(tǒng)180的一部分?？商鎿Q地，存儲(chǔ)器設(shè)備120可以獨(dú)立于系統(tǒng)180。存儲(chǔ)器設(shè)備120也可以包括可以插入例如⑶(光盤)、DVD (數(shù)字通用盤)或閃存的存儲(chǔ)介質(zhì)到其中的磁盤驅(qū)動(dòng)，或?qū)τ诖鎯?chǔ)設(shè)備的接口，例如USB (通用串行總線)接口。
[0029]以下將參考圖3和4說(shuō)明為了確定模型輪廓的處理器115的具體的可操作性的實(shí)例。處理器115可以進(jìn)一步與能夠與外部世界(例如，與用戶、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器設(shè)備120，與一個(gè)或多個(gè)服務(wù)供應(yīng)商等)通信的通信單元125連接。例如，通信單元125可以提供借助于無(wú)線或線纜連接的調(diào)制解調(diào)器連接到互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。通信單元125可以是普遍使用的連接至傳感器100的路由器。通信單元125可以通過(guò)已知的包含任何種類的無(wú)線或有線連接的通信方法的方式與外部通信。無(wú)線或有線連接的實(shí)例包括調(diào)制解調(diào)器連接、包括以太網(wǎng)的局域網(wǎng)(“LAN”)連接、例如數(shù)字用戶線路(“DSL”)的寬帶廣域(“WAN”)連接、線纜高速互聯(lián)網(wǎng)連接、撥號(hào)連接、光纖連接、電力線載波連接及其他。
[0030]根據(jù)實(shí)施方式，模型輪廓基于布置在不同位置以及處于不同的工作狀態(tài)中的一個(gè)或多個(gè)候選電器的電特性。如以上已描述的，候選電器的電特性、增強(qiáng)電特性和/或模型輪廓可以分別存儲(chǔ)在構(gòu)成傳感器100或系統(tǒng)180的一部分的存儲(chǔ)器中，或者，它們可以是外部存儲(chǔ)的，例如在數(shù)據(jù)庫(kù)中。根據(jù)實(shí)施方式，候選電器的電特性可以在訓(xùn)練階段期間使用可以安裝在傳感器100或在系統(tǒng)180的專用電源插座112確定。專用電源插座112可以連接至測(cè)量單元110。例如，當(dāng)初始化傳感器100或系統(tǒng)180時(shí)，存在于特定家庭的每個(gè)電器的電特性可以通過(guò)將電器一個(gè)接一個(gè)連接到專用電源插座112測(cè)量。例如，可以測(cè)量針對(duì)不同工作狀態(tài)的電特性。用戶可以通過(guò)例如構(gòu)成傳感器180或系統(tǒng)100的一部分的用戶界面的方式為不同的電器和/或工作狀態(tài)提供名稱。根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)方式，名稱和/或工作狀態(tài)可以被輸入到包括PC (個(gè)人電腦)、PDA (個(gè)人數(shù)字助理)等的任何種類的電子設(shè)備里，并且經(jīng)由通信單元125被發(fā)送。在初始化期間，以下將參考圖3說(shuō)明在例如高頻下的電特性以及可以測(cè)量在50Hz下的功耗。在50Hz下的功耗對(duì)估計(jì)當(dāng)前功耗可以有用。因?yàn)樵诔跏蓟陂g，電器被一個(gè)接一個(gè)連接并且電器僅經(jīng)由傳感器被連接至電力線，在沒(méi)有電力線網(wǎng)絡(luò)的影響的情況下測(cè)量功耗。根據(jù)實(shí)施方式，所有這些特性可以被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)庫(kù)。例如，當(dāng)購(gòu)買了新電器時(shí)，相應(yīng)的測(cè)量可以在專用電源插座112執(zhí)行。
[0031]圖2示出包括可能與在圖1中示出的電力線網(wǎng)絡(luò)200相似的電力線網(wǎng)絡(luò)200的配置。根據(jù)圖2的配置，傳感器100實(shí)現(xiàn)為單獨(dú)的設(shè)備。例如，傳感器100可以經(jīng)由外部通信單元310連接到外部數(shù)據(jù)庫(kù)320。例如通信單元310可以按與上面已描述的用于通信單元125的類似的方式提供連接到互聯(lián)網(wǎng)。傳感器100包括連接器105，舉例來(lái)說(shuō)，連接器105在配電柜230連接至電力線網(wǎng)絡(luò)200。傳感器100進(jìn)一步包括測(cè)量單元110和處理器115。傳感器的組件可以按與作為圖1的系統(tǒng)的一部分示出的傳感器100的組件的類似方式運(yùn)行。此外，按與上面已描述的類似方式，傳感器的組件可以被布置在不同位置。例如，處理器115可以被布置在不同于電力線網(wǎng)絡(luò)的位置。傳感器100還可以包括如上所述的專用電源插座112。
[0032]根據(jù)實(shí)施方式，系統(tǒng)180或傳感器100可以在例如DSL路由器、或例如電力線通信調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制解調(diào)器中實(shí)現(xiàn)。一側(cè)的路由器或調(diào)制解調(diào)器提供通信接口到互聯(lián)網(wǎng)，或經(jīng)由任何種類的無(wú)線或有線連接通常到通信網(wǎng)絡(luò)。作為進(jìn)一步的功能性，傳感器100或系統(tǒng)180可以被包括到DSL路由器或調(diào)制解調(diào)器，以便分析電力線網(wǎng)絡(luò)220。
[0033]根據(jù)實(shí)施方式，處理器115被配置為檢測(cè)與電力線網(wǎng)絡(luò)連接的電器。在本公開(kāi)內(nèi)容的上下文中，術(shù)語(yǔ)“檢測(cè)電器”旨在意指處理器找出是否有任何電器連接，而不必找出哪個(gè)電器是否連接。根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施方式，處理器115被配置為識(shí)別與電力線網(wǎng)絡(luò)連接的電器。在本公開(kāi)內(nèi)容的上下文中，術(shù)語(yǔ)“識(shí)別電器”旨在意指處理器找出哪個(gè)電器是連接的。例如，處理器115可以找出例如吸塵器的特定電器與電力線網(wǎng)絡(luò)連接。根據(jù)實(shí)施方式，處理器115可以被配置為僅檢測(cè)或識(shí)別激活的電器，例如開(kāi)啟的電器。根據(jù)另一實(shí)施方式，處理器115可以識(shí)別特定電器的工作狀態(tài)。例如，處理器115可以找出電視機(jī)處于待機(jī)模式而洗衣機(jī)正在滾動(dòng)。例如，檢測(cè)結(jié)果可以按例如在顯示器上包括電器的名稱以及它們的工作狀態(tài)的列表的形式提供至用戶。根據(jù)進(jìn)一步實(shí)例，檢測(cè)結(jié)果可以按照包括用于響應(yīng)的選項(xiàng)的交互式列表的形式提供至用戶，例如在處理器檢測(cè)到電熨斗是連接的并開(kāi)啟的情況下“斷開(kāi)電熨斗”。例如，這種指令可以經(jīng)由電力線通過(guò)電力線通信(PLC)、無(wú)線或有線通信的方式傳遞到熨斗。根據(jù)又一實(shí)例，可以向系統(tǒng)中的用戶遞交信息，其中，如果確定了附接到屋頂上的太陽(yáng)能發(fā)電裝置輸送電力，用戶可以激活另一電器，例如洗衣機(jī)?？商鎿Q地，檢測(cè)結(jié)果可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中或可以提供至服務(wù)供應(yīng)商。如將容易理解的，接收結(jié)果的用戶或服務(wù)器可以位于任意的位置，例如，在電力線網(wǎng)絡(luò)的位置或在遠(yuǎn)離電力線網(wǎng)絡(luò)的位置。
[0034]在下文中將說(shuō)明術(shù)語(yǔ)“模型輪廓”。
[0035]圖3示出測(cè)量的針對(duì)電視機(jī)的導(dǎo)納的實(shí)例，電視機(jī)在情況a)中直接附接到電力線/電力線的電源插座。根據(jù)曲線b)，在電視機(jī)和電力線/電源插座之間布置有4m延長(zhǎng)線纜。已為七個(gè)不同的載波(即，75kHz，10kHz直到225kHz)示范性地做出測(cè)量。對(duì)特定載波頻率的每個(gè)測(cè)量的右手部分示出相關(guān)于(in dependence from) τ的導(dǎo)納的虛部，而左手部分示出相關(guān)于τ的導(dǎo)納的實(shí)部，其中τ表示線路周期位置，τ處于從O到2 π / ω a的時(shí)間間隔中，其中OpJ列如在普遍使用的電力線網(wǎng)絡(luò)中可以是50Hz或60Hz。如同變得清晰可見(jiàn)的，導(dǎo)納依賴延長(zhǎng)線纜是否存在而大幅地變化。在圖3中，術(shù)語(yǔ)“特征指標(biāo)”涉及對(duì)其執(zhí)行測(cè)量的向量分量或取樣/測(cè)定值的數(shù)目。由于噪聲，未繪出50kHz的頻率下的測(cè)定值。
[0036]如以上已討論的，處理器可以被配置為基于電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性和基于一個(gè)或多個(gè)候選電器的電特性和電力線網(wǎng)絡(luò)200的配置的模型輪廓檢測(cè)連接的電器。電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性可以是在圖3中示出的導(dǎo)納。
[0037]在例如在圖1或圖2中示出的網(wǎng)絡(luò)中，不同的(候選)電器可以被連接和/或在不同的時(shí)間處于不同工作狀態(tài)，例如洗衣機(jī)250，CD播放機(jī)260和電視機(jī)240，以及更多可能的電器。每個(gè)候選電器的電特性可以預(yù)先例如使用如上面已說(shuō)明的方法使用專用電源插座112確定。此外，針對(duì)不同工作狀態(tài)的電特性可能已被確定?？商鎿Q地，候選電器的電特性可以已從外部源獲得，如以下說(shuō)明的，例如從互聯(lián)網(wǎng)下載。
[0038]不同的電器可以在關(guān)于傳感器100連接至電力線網(wǎng)絡(luò)和/或測(cè)量電特性的點(diǎn)的不同位置連接至電力線網(wǎng)絡(luò)。例如，電器可以在具有或不具有延長(zhǎng)線纜等的情況下被插入到不同的電源插座中。作為結(jié)果，作為傳感器觀測(cè)的單獨(dú)電器的電特性可能受在電器的位置和傳感器之間的電力線影響，例如受相應(yīng)的線長(zhǎng)度、其衰減和/或由來(lái)自其他電器等的反射等影響。換言之，觀測(cè)的電特性可能受電力線網(wǎng)絡(luò)的配置的影響。
[0039]如此，本文中提出當(dāng)分析連接至電力線網(wǎng)絡(luò)的電器時(shí)，使用基于電力線網(wǎng)絡(luò)的配置的模型輪廓。
[0040]電力線網(wǎng)絡(luò)的配置可以借助于傳輸線模型近似或反映，傳輸線模型轉(zhuǎn)而可以被作為用于確定模型輪廓的基礎(chǔ)。在下文中，將討論傳輸線模型，同時(shí)呈現(xiàn)是電特性實(shí)例的復(fù)值導(dǎo)納的變換。與基于并聯(lián)電路的傳輸線模型結(jié)合使用導(dǎo)納可能是有利的，因?yàn)槠涫蔷€性的。以模擬方式，如果測(cè)試信號(hào)的電壓被假定為是不變的，電流可以是線性的。線性可以使計(jì)算容易。如清楚理解地，變換可以使用如以上已舉例說(shuō)明的其他電特性執(zhí)行。此外，根據(jù)在傳輸線模型中連接的種類(例如并聯(lián)或串聯(lián))，不同的電特性可以是適當(dāng)?shù)摹?br> [0041]圖4A示出傳輸線模型，其可以是用于確定模型輪廓的第一算法的基礎(chǔ)。根據(jù)在圖4A中示出的傳輸線模型，假設(shè)每個(gè)電器app (振幅H (具有導(dǎo)納Yapiu (f，O作為其電特性)經(jīng)由線長(zhǎng)度值Ii的單獨(dú)線路連接至測(cè)量電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性的點(diǎn)。換句話說(shuō)，每個(gè)電器app，Lapp, 2由單獨(dú)線路長(zhǎng)度Ii加長(zhǎng)，并且結(jié)果電路被認(rèn)為是由相應(yīng)的單獨(dú)線路長(zhǎng)度值Ii變換或影響的電器的并聯(lián)電路?？紤]這個(gè)傳輸線模型，模型輪廓可以基于如由對(duì)應(yīng)的單獨(dú)線路長(zhǎng)度值(由Ii表示的)變換的候選電器(在圖4A的實(shí)例中的YapiU(f，τ ))的電特性獲得，并且與觀察的電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性(在圖4A的實(shí)例中，Ytrtal(f，τ ))等價(jià)，如下:

【權(quán)利要求】
1.一種用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)中的電器的方法，包括: 使用連接至所述電力線網(wǎng)絡(luò)的傳感器獲取所述電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性；以及 基于所述電力線網(wǎng)絡(luò)的所述電特性和模型輪廓檢測(cè)連接至所述電力線網(wǎng)絡(luò)的電器，其中，所述模型輪廓是基于一個(gè)或多個(gè)候選電器的電特性和所述電力線網(wǎng)絡(luò)的配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，獲取所述電力線網(wǎng)絡(luò)的所述電特性包括:使所述傳感器以固定頻率f和變化線路周期位置τ將測(cè)試信號(hào)Ut (f，τ)和/或It(f，τ)注入所述電力線網(wǎng)絡(luò)，并且使所述傳感器測(cè)量由電壓Ujf，τ)和電流1。比τ)組成的組中的至少一個(gè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使各自具有不同的固定頻率的多個(gè)測(cè)試信號(hào)在不同的定時(shí)被注入。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使各自具有不同的固定頻率的多個(gè)測(cè)試信號(hào)在一個(gè)定時(shí)被注入。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，獲取所述電力線網(wǎng)絡(luò)的所述電特性包括:確定由以下定義的導(dǎo)納Y (f，τ)的實(shí)部和/或虛部:
Y (f, τ )=10(f, τ ) /U0 (f, τ )。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述模型輪廓是使用所述候選電器中至少一個(gè)的增強(qiáng)電特性確定的，所述增強(qiáng)電特性反映所述電力線網(wǎng)絡(luò)中的所述候選電器的位置對(duì)所述候選電器的所述電特性的影響。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述模型輪廓由所述候選電器的增強(qiáng)電特性的組合確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模型輪廓由隨后是針對(duì)全局線長(zhǎng)度的變換的所述候選電器的電特性的組合確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模型輪廓被優(yōu)化以獲得一個(gè)或多個(gè)結(jié)果模型輪廓，所述結(jié)果模型輪廓匹配所獲得的所述電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性并且指示一個(gè)或多個(gè)連接至所述電力線網(wǎng)絡(luò)的電器并可選地指示所述一個(gè)或多個(gè)電器的工作狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括選擇最佳匹配的結(jié)果模型輪廓。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括存儲(chǔ)基于所述候選電器的電特性并且反映所述電力線網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)候選電器的位置對(duì)所述候選電器的電特性的影響的增強(qiáng)電特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 除去所述電力線網(wǎng)絡(luò)的所述電特性中與距離大于閾值的反射對(duì)應(yīng)的部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述電特性和所述模型輪廓識(shí)別所檢測(cè)的所述電器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括基于所述電特性和所述模型輪廓識(shí)別所識(shí)別的所述電器的工作狀態(tài)。
15.一種用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)的傳感器，包括: 連接器，被配置為連接至所述電力線網(wǎng)絡(luò)； 測(cè)量單元，被配置為測(cè)量所述電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性；以及 處理器，被配置為基于所述電力線網(wǎng)絡(luò)的電特性和模型輪廓檢測(cè)連接至所述電力線網(wǎng)絡(luò)的電器，所述模型輪廓是基于一個(gè)或多個(gè)候選電器的電特性和所述電力線網(wǎng)絡(luò)的配置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為基于所述電特性和所述模型輪廓識(shí)別所檢測(cè)的電器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為基于所述電特性和所述模型輪廓識(shí)別所識(shí)別的所述電器的工作狀態(tài)。
18.一種用于分析電力線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器，以及 用于存儲(chǔ)有關(guān)多個(gè)候選電器的電特性的存儲(chǔ)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括: 通信單元，用于發(fā)送檢測(cè)連接的電器的結(jié)果。
20.一種計(jì)算機(jī)程序，包括當(dāng)在數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行時(shí)引起所述數(shù)據(jù)處 理裝置執(zhí)行權(quán)利要求1所述方法的計(jì)算機(jī)程序指令。
21.一種包括權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)程序的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
22.—種存儲(chǔ)器，與多個(gè)電特性表征的相應(yīng)電器的指示和在所述電力線網(wǎng)絡(luò)中的所述相應(yīng)電器的相應(yīng)位置關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)多個(gè)電特性作為增強(qiáng)電特性。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的存儲(chǔ)器，進(jìn)一步與所述增強(qiáng)電特性關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)所述電器的工作狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104076765SQ201410121078
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】阿爾特弗里德·迪利, 本·艾特爾, 托馬斯·克姆普, 塞巴斯蒂安·克倫克, 斯特凡·烏利希 申請(qǐng)人:索尼公司