Körkép a lakossági felhasználók fogyasztásának készülékszintű becsléséről (NILM)



Hasonló dokumentumok
AKTUÁTOR MODELLEK KIVÁLASZTÁSA ÉS OBJEKTÍV ÖSSZEHASONLÍTÁSA

MEE Vándorgyűlés

Fázisjavítás. Budapesti Műszaki és. Villamos Energetika Tanszék

TSZA-04/V. Rendszerismertető: Teljesítmény szabályzó automatika / vill

A KUTATÁS EREDMÉNYEI ZÁRÓJELENTÉS

Fogyasztásmérők. Fogyasztásmérők

Intelligens Induktív Érzékelők

Gitárerősítő. Használati utasítás

Összefoglalóa megújulóenergiák terjedésénekjelenlegihelyzetéről

Az átláthatóság és folyamatminőség növelése Teljes energiamonitoring a termelés minden szintjén Let's connect. Mérő- és monitoring-rendszerek

Előrenéző és paraméter tanuló algoritmusok on-line klaszterezési problémákra

VI. Magyar Földrajzi Konferencia

Szakmai ajánlás. az egységes villamos energia feszültség minőség monitoring rendszer kialakítására

Analóg helyzetvezérelt szelepmozgató motorok AME 435

Elosztott Hash Táblák. Jelasity Márk

A rendszerbe foglalt reléprogram, 1954 óta. Szilárdtest relék optocsatolóval, bekapcsolás a feszültség nullátmeneténél vagy nem szinkronizált módon

Szójegyzék/műszaki lexikon

10 kwp TELJESÍTMÉNY HÁLÓZATRA DOLGOZÓ FOTOVILLAMOS RENDSZER TELEPÍTÉSI HELYSZÍNÉNEK KIVÁLASZTÁSA

Smart Conference 2016

4. mérés Jelek és jelvezetékek vizsgálata

Ph. D. értekezés tézisei

Digitális Lakatfogós Multiméter AX-3550

TÁJÉKOZTATÓ A HARMONIKUS ZAVAROKRÓL

MÉRÉSTECHNIKA I. Laboratóriumi mérések

I. BEVEZETÉS, MOTIVÁCIÓ, PROBLÉMAFELVETÉS

HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ SKM 5000

2,3 kw kimeneti teljesítmény csatornánként DMX 512 vezérlés DMX címzés csatornánként (Patch) Csatornák kézi beállítása ON/OFF

Mérôváltó bemenetek és általános beállítások

GÉPI ÉS EMBERI POZICIONÁLÁSI, ÉRINTÉSI MŰVELETEK DINAMIKÁJA

Impulzus alapú Barkhausen-zaj vizsgálat szerkezeti acélokon

A TANTÁRGY ADATLAPJA

Gitárerősítő. Használati utasítás

Az Energia Biztonsága. Sirius series. UPS kva egy / egy és három / egy fázis kva és kva három / három fázis.

Szelepmozgató AME 335

UPS Műszaki Adatlap S-5300X kva

ABB standard hajtások ACS150, kw

K Ü L Ö N L E G E S T R A N S Z F O R M Á T O R O K

Módszerek valós hálózatokon játszódó folyamatok leírására és elemzésére

Ajándék Sportime Magazin VOSZ tagok részére

Szimbólumfeldolgozó rendszerek leírási bonyolultsága - Klasszikus és nem-klasszikus számítási modellek

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék.

Kapcsolóüzemű tápegységek és visszahatásaik a hálózatra

BME Grundfos Rosenberg Szakmai Nap nergetikai szabályozások hatása az épületekre és az iparra. Tisztelettel köszöntjük vendégeinket! május 3.

Oláh György szabadalma: metanol előállítása CO 2 hidrogénezésével; az izlandi tapasztalatok és a hazai bevezetés lehetőségei

Tantárgy: TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA Tanár: Dr. Burány Nándor Tanársegéd: Mr. Divéki Szabolcs 3. FEJEZET

Korszerű Diagnosztikai Módszerek

2018. február 2. Referált cikkek / Papers in referred proceedings [11], [12].

Vetőné Mózner Zsófia Fogyasztási szokások és trendek vizsgálata Európában és az USA-ban

SIRIUS SOROZAT. On-line UPS kva egy/egy fázisú és három/egy fázisú kva és kva három/három fázisú

VALÓS HULLÁMFRONT ELŐÁLLÍTÁSA A SZÁMÍTÓGÉPES ÉS A DIGITÁLIS HOLOGRÁFIÁBAN PhD tézisfüzet

Atlas Copco. Hûtveszárítók. FX Hz

DSC POWER-SOROZATÚ KÖZPO

Kétdimenziós mesterséges festési eljárások. Hatások és alkalmazások

Energiaminőség- és energiamérés LINETRAXX PEM330/333

Külvilági kapcsolat. UPS séma ábra, kétsoros LCD DISPLAY, 8db nyomógomb. A B C D E F G H

VHR-23 Regisztráló műszer Felhasználói leírás

- Biztosítani kell, hogy amikor a terméket bekötjük a hálózati kábel nincs szétlapítva és sérülésmentes.

Energiaminőség- és energiamérés LINETRAXX PEM330/333

«B» Energetikai gazdaságtan 1. nagy zárthelyi Sajátkezű névaláírás:

Okos városok intelligens energetikai megoldások

TP-LINK Business Wireless Az EAP Kontrolleres Wi-Fi termékcsalád bemutatása - bevezető SMB Product Line

SDN a különböző gyártói megközelítések tükrében

ACE6000. Intelligens kereskedelmi és ipari fogyasztásmérő

Pacemaker készülékek szoftverének verifikációja. Hesz Gábor

Dinamikus programozás alapú szivattyú üzemvitel optimalizálási technikák (főként) kombinatorikus vízműhálózatokra

Hazai fejlesztésű hibahely behatárolási eljárás tapasztalatai

Köszönjük, hogy Sennheiser terméket választott! TARTALOM SKM 5200

AX-3003P AX-6003P. 1. A kezelési útmutató használata. 2. Biztonságra vonatkozó információk

3 Tápegységek. 3.1 Lineáris tápegységek Felépítés

Dimat. UTH telepítés és útmutató

5 Egyéb alkalmazások. 5.1 Akkumulátorok töltése és kivizsgálása Akkumulátor típusok

Virtuális Egér. Horváth Zsolt, Schnádenberger Gábor, Varjas Viktor március 20.

Optikai kapcsolók Dr Berceli Tibor Kapcsolási elvek

Kötelező hitelesítésű mérőeszközök

Meddő teljesítmény szabályzó termékcsalád

Harmonikus zavarok, mint a villamosítás ellensége

Flatpack áramellátó rendszer család. Flatpack MPSU rendszer

Adatfolyam alapú RACER tömbprocesszor és algoritmus implementációs módszerek valamint azok alkalmazásai parallel, heterogén számítási architektúrákra

A szolgáltatás színvonal monitoring rendszere a villamos energia fogyasztók érdekében

Irányítási struktúrák összehasonlító vizsgálata. Tóth László Richárd. Pannon Egyetem Vegyészmérnöki és Anyagtudományok Doktori Iskola

GÁZTURBINA-OPERÁTOROK TOVÁBBKÉPZÉSÉRE SZOLGÁLÓ SZIMULÁTOR FEJLESZTÉSE

Elektropneumatika. 3. előadás

Használati utasítás MCC-10

Adatkezelő szoftver. Továbbfejlesztett termékvizsgálat-felügyelet Fokozott minőség és gyártási hatékonyság

MULTICAL 6M2. Adatlap

FONTOS BIZTONSÁGI UTASÍTÁSOK

EUROTEST MI 2086

Harmonikusok Források és hatások

Energiahatékonyság javítás és munkahelyteremtés. Bencsik János Klíma és Energiaügyért felelős Államtitkár március 24.

BESZERELÉSI ÉS HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ. Fejtámlamonitor

Önhűtött, motortól független frekvenciaátalakító. PumpDrive 2 Eco. Üzemeltetési/összeszerelési útmutató

TEE - Adásvételi szerződés keretében informatikai kutatási eszközök és szoftverek beszerzése a Pázmány Péter Katolikus Egyetem számára

Kezelési és szerelési útmutató E HU. Helyiséghőmérsékletszabályozó, programozható

Miskolc Város Intelligens Szakosodási Stratégia

GTA

61/2002. (XII. 29.) GKM rendelet

A PÁLYÁZAT LEFOLYÁSA, SZEMÉLYI, TARTALMI VÁLTOZÁSAI

VIGYÁZAT. Magyarul 1 2 Magyarul

MÉRLEG ÉS KIHÍVÁSOK IX. NEMZETKÖZI TUDOMÁNYOS KONFERENCIA Smart city alkalmazások bevezetésének lehetőségei csereháti mintaterületen

Alacsony intenzív beépítés a külső családi házas övezetben XVI. kerület, Ó-Mátyásföld

Átírás:

Körkép a lakossági felhasználók fogyasztásának készülékszintű becsléséről (NILM) MEE Vándorgyűlés, Siófok, 2015. szeptember 17. Dr. Raisz Dávid, docens, csoportvezető Dr. Divényi Dániel, adjunktus Villamos Energetika Tanszék Villamos Művek és Környezet Csoport

20-20-20 célkitűzések 2020-ra alábbi három cél elérése Üvegház hatású gázok kibocsájtásának 1990-es szinthez képest 20%-kal történő csökkentése Megújuló energiaforrások részarányának 20%-ra növelése Energia felhasználás hatékonyságának 20%-os növelése Okos hálózat Európai piac integrációja Működés optimalizálása Meghibásodások érzékelése Fogyasztók számára információ szolgáltatás Okos mérő: lehetővé teszi a kétirányú kommunikációt a háztartás és a szolgáltató között, rögzíti a fogyasztást és autonóm módon továbbítja az adatokat a szolgáltatóhoz. 2

Okos mérés egyik kiterjesztett felhasználási lehetősége Cél: háztartásban megtalálható eszközök fogyasztásának monitorozása Környezettudatosság Visszajelzés felhasználó számára Mikor, melyik készülék, mennyit fogyasztott Adatgyűjtés szolgáltató számára (?) 3

Megközelítések Egyes berendezések közvetlen mérése Minden eszközhöz külön mérő műszer Non Intrusive Load (Appliance) Monitoring NI(A)LM Központi fogyasztás felbontása egyes eszközökre Esemény alapú: bekapcsolás/kikapcsolás detektálása Állapot alapú: egyes eszközök állapotának becslése 4

Eszközök direkt mérése Pontos Előnyök Nem kell speciális algoritmus a fogyasztás szétválasztására Hátrányok Drága telepítés Beavatkozás a háztartásba Új eszköz újabb mérőeszköz 5

NILM Előnyök Olcsó telepítés Elhanyagolható mértékű beavatkozás Hátrányok Bonyolult algoritmusok Nagy számítás igény Megfelelő felbontású adatok Pontatlanság Új eszköz esetleges újrakonfigurálás 6

Nemzetközi körkép Téma robbanása: Publikációk száma NILM Workshop 2012 Pittsburgh, 2014 London 2015 London, 2016 Berlin? Témák: Energy disaggreations algoritmusok Kiértékelés, algoritmusok összehasonlításának elmélete Sztenderd adathalmazok Társadalmi kérdések 7

NILM Esemény alapú Eszközök állapot változásainak érzékelése Másodperc töredéke alatt is végbe mehet -> sűrű adatrögzítés 1. Állapotváltozás érzékelése 2. Karakterisztikák kinyerése 3. Állapotváltozás beazonosítsa 4. Fogyasztás becslése Állapot alapú Stabil állapotok felismerése Elegendő ritkábban rögzített adat 8

Esemény alapú megközelítés Figure from: G.W. Hart, Nonintrusive appliance load monitoring, Proceedings of the IEEE 80, no. 12 (1992). 9

Állapot alapú megközelítés Figure from: G.W. Hart, Nonintrusive appliance load monitoring, Proceedings of the IEEE 80, no. 12 (1992). 10

Készülék típusok Állandó fogyasztás Ki/Be Több állapotú Változó Standby >50! 11

Releváns villamos jellemzők hatásos teljesítmény (P) meddő teljesítmény (Q) torzítási teljesítmény (D) látszólagos teljesítmény (S) teljesítménytényező (cosφ) áram effektív érték (RMS) áram harmonikus tartalom (THDI) áram harmonikusok, fázisszögek kapcsolási tranziens jelalak Figure from: Sidhant Gupta, Matthew S. Reynolds, and Shwetak N. Patel. Electrisense: singlepoint sensing using EMI for electrical event detection and classification in the home. In Jakob E. Bardram, Marc Langheinrich,Khai N. Truong, and Paddy Nixon, editors, UbiComp, ACM International Conference Proceeding Series, pages 139 148. ACM, 2010. Figure from: Shwetak N. Patel, Thomas Robertson, Julie A. Kientz, Matthew S. Reynolds, and Gregory D. Abowd. At the flick of a switch: Detecting and classifying unique electrical events on the residential power line (nominated for the best paper award). In John Krumm, Gregory D. Abowd, Aruna Seneviratne,and Thomas Strang, editors, UbiComp, volume 4717 of Lecture Notes in Computer Science, pages 271 288. Springer, 2007. kapcsolásból származó tranziens zaj a 0 100 khz-es tartományban állandósult zajkeltés a 0 30 MHz-es tartományban (pl.dimmer által) 12

Algoritmusokban alkalmazott módszerek Eszközök fizikai felépítésén alapuló (bottom-up) megközelítés Dinamikus Bayes-hálók Factorial Hidden Markov Models Wavelet analízis Hölder exponens Döntési fa alapú algoritmusok Gráf alapú jelfeldolgozás Deep Neural Networks 13

Saját eredmények 7-8 géptípusra, 10-15 időszelet, 3 kimenet pár perc alatt legvalószínűbb sorozat illetve jelenlegi állapot megtalálása, s ahhoz közelítő valószínűség számítása Egyszerű tesztesetekre jól működik 14

Eredmények -öt háztartási eszköz Eszköz E tény E becsült Eltérés % Mosógép 3,79 kwh 3,37 kwh -10,93% Televízió 2,38 kwh 3,22 kwh 35,31% Mikrohullámú sütő 5,04 kwh 4,81 kwh -4,49% Mosogatógép 2,46 kwh 2,53 kwh 2,94% Hűtőszekrény 8,60 kwh 8,33 kwh -3,16% Összesen 22,26 kwh 22,26 kwh 0,00% Eszköz Téves becslés # Helyes becslés # Helyes becslés % Mosógép 408 5550 93,15% Televízió 2889 3069 51,38% Mikrohullámú sütő 1370 4588 77,01% Mosogatógép 300 5658 94,95% Hűtőszekrény 527 5431 91,15% Összesen 5494 24296 81,53% 15

Háztartásban nem szereplő eszközök Három a háztartásban nem szereplő hűtőszekrény hozzáadása 2 állapot (on/off), bekapcsolt állapotban a kimeneti eloszlásuk várható értéke 30 W, 40 W, 50 W-tal, bekapcsolási valószínűségük közel 10%-ban tér el a háztartásban szereplő hűtőszekrényétől Eszköz E tény E becsült Hűtőszekrény 1 0 kwh 0,0358 kwh Hűtőszekrény 2 0 kwh 0,0254 kwh Hűtőszekrény 3 0 kwh 0,0397 kwh Összesen 0 kwh 0,1010 kwh Eszköz Téves becslés # Helyes becslés # Helyes becslés % Hűtőszekrény 1 38 5920 99,36% Hűtőszekrény 2 28 5929 99,53% Hűtőszekrény 3 22 5934 99,63% Összesen 88 17777 99,46% 16

Háztartásban nem szereplő eszközök A háztartásban egyáltalán nem szereplő eszközök felvétele Az aggregált fogyasztási adatokat (Bayes-háló bemenete) az első három eszköz (Mosógép, Televízió és Mikrohullámú sütő) fogyasztásértékeiből képeztem Eszköz E tény E becsült Mosogatógép 0 kwh 1,76 kwh Hűtőszekrény 0 kwh 0,65 kwh Összesen 0 kwh 2,41 kwh Eszköz Téves becslés # Helyes becslés # Helyes becslés % Mosogatógép 721 5237 87,90% Hűtőszekrény 310 5647 94,80% Összesen 1031 10881 91,34% 17

Távlatok Elavul? (IoT) Lakossági motiváció? Inkább: Ipari üzemek Szállodák Irodaépületek Stb. További lehetőségek Nem csak villamos jellemzők (víz, fény, elektromágneses tér) Idős emberek felügyelete Svéd Watty startup cég, sok lakos + kutatók bevonása 18

Köszönjük a figyelmet! Dr. Raisz Dávid, raisz.david@vet.bme.hu Dr. Divényi Dániel 19