Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung eines Leistungsverbrauches einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen, wie es beispielsweise in einem Gebäude oder einem Haushalt vorkommen kann.Embodiments of the present invention relate to an apparatus and a method for determining a power consumption of a power consuming device from a plurality of power consuming devices, such as may occur in a building or a household, for example.
Das technische Anwendungsgebiet der hier beschriebenen Erfindung betrifft die Bestimmung bzw. die Überwachung des elektrischen Leistungsverbrauches, beispielsweise in Haushalten, in Gebäuden, Maschinen oder anderen Einrichtungen, die eine Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen aufweisen. Die Überwachung des elektrischen Leistungsverbrauchs in einem Haushalt ist ein wichtiger Aspekt, um dem wachsenden Energiesparbewusstsein bzw. dem steigenden Umweltbewusstsein der Menschen und dem damit verbundenen Bemühen zum schonenden Umgang mit Ressourcen gerecht zu werden.The technical field of application of the invention described here relates to the determination or monitoring of the electrical power consumption, for example in households, in buildings, machines or other devices which have a plurality of power-consuming devices. Monitoring household electrical power consumption is an important aspect in meeting people's growing energy-saving awareness and increasing environmental awareness and efforts to conserve resources.
Neben der Möglichkeit der Bestimmung des Gesamtenergieverbrauchs bzw. des Gesamtleistungsverbrauchs einer Mehrzahl von Geräten ist es manchmal wünschenswert detaillierte anwendungsspezifische Leistungsverbrauchsprofile zu erhalten. Bisher werden Leistungsverbrauchsprofile einzelner Geräte beispielsweise separat durch eine Leistungsmesseinrichtung, die zwischen einem leistungsverbrauchenden Gerät und deren Leistungs- bzw. Stromversorgung geschaltet ist gemessen. Jedes Gerät in einem Haushalt wird bisher also einzeln gemessen. Durch die Verwendung einfacher Hilfsmittel und einer entsprechenden Infrastruktur, kann eine genaue und zeitgenaue Analyse des Leistungsverbrauchers eines Gerätes ermittelt werden.In addition to being able to determine the total energy consumption of a plurality of devices, it is sometimes desirable to obtain detailed application specific power consumption profiles. So far, power consumption profiles of individual devices, for example, separately measured by a power measuring device, which is connected between a power-consuming device and its power or power supply. Each device in a household is so far individually measured. By using simple tools and a corresponding infrastructure, an accurate and timely analysis of the power consumers of a device can be determined.
In der Patentschrift WO 2005/040992 A2 ist beispielsweise ein intelligentes Stromüberwachungskontrollsystem, sowie ein Verfahren und ein anpassungsfähiger Lastmanagement Algorithmus gezeigt. Das Stromüberwachungskontrollsystem weist einen Hauptschalter mit einer Kommunikationsschnittstelle auf, welche in der Lage ist selbst bei geöffneten Hauptschalter eine Steuerung elektronischer Geräte welche mit dem Kontrollsystem verbunden sind zu ermöglichen. Dadurch kann mit Hilfe des lernfähigen Lastmanagement-Algorithmus der Stromverbrauch der elektronischen Geräte an bestimmte Gegebenheiten, wie z. B. vorübergehend begrenzt zur Verfügung stehende Stromressourcen, angepasst werden.In the patent WO 2005/040992 A2 For example, an intelligent power monitoring control system, as well as a method and an adaptive load management algorithm are shown. The current monitoring control system has a main switch with a communication interface, which is able to control even with the main switch open electronic devices which are connected to the control system. As a result, with the help of the learning load management algorithm, the power consumption of electronic devices to certain conditions, such. B. temporarily limited available power resources to be adjusted.
Ein Haushaltsgerät welches selbst regelnd, dynamisch seinen eigenen Energieverbrauch einstellen kann ist in der Patentschrift EP 1 434 056 A2 gezeigt. Dazu ist das Haushaltsgerät mit einem Haushaltskontrollsystem über einen entsprechenden Haushaltskommunikationsbus gekoppelt. Das Haushaltkontrollsystem kann dann das Haushaltsgerät angepasst an den jeweiligen Energieverbrauch bzw. an die Energiekosten für den Haushalt steuern.A household appliance which self-regulating, dynamically adjust its own energy consumption is in the patent EP 1 434 056 A2 shown. For this purpose, the household appliance is coupled to a household control system via a corresponding household communication bus. The household control system can then control the household appliance adapted to the respective energy consumption or to the energy costs for the household.
Die Patentschrift WO 02/07365 A2 zeigt ein System und ein Verfahren zur Echtzeit Überwachung und Kontrolle des Energieverbrauches für eine Mehrzahl von Einrichtungen. Eine zentrale Einrichtung erhält dabei über ein Kommunikationsnetzwerk Informationen von Knotenpunkten in den Einrichtungen. Die Knotenpunkte sind mit Geräten zum Bestimmen des Stromverbrauchs und zur Kontrolle von elektrischen Geräten in den Einrichtungen verbunden. Die elektrischen Geräte können dann durch die zentrale Einrichtung aktiviert und deaktiviert werden und so ein Lastausgleich eines Energieversorgungsnetzes ermöglicht werden.The patent WO 02/07365 A2 shows a system and method for real time monitoring and control of power consumption for a plurality of devices. A central device receives information about nodes in the facilities via a communication network. The nodes are connected to devices for determining the power consumption and for controlling electrical devices in the devices. The electrical devices can then be activated and deactivated by the central device, thus enabling load balancing of a power supply network.
Ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Stromverbrauchs in verteilten Stromkreisen mit Hilfe einer zentralen Einrichtung ist in der Patentschrift US 2005/0116836 A1 gezeigt. Eine Überwachungseinheit bestimmt den Stromverbrauch jedes der verteilten Stromkreise und kommuniziert diese Daten zu einem Stromüberwachungsserver, der die Daten sammelt und analysiert. Der Stromüberwachungsserver kann einem Stromverbraucher dann eine genaue Gebührenübersicht für jeden verteilten Stromkreis ermöglichen.Another method and apparatus for monitoring power consumption in distributed circuits by means of a central device is disclosed in the specification US 2005/0116836 A1 shown. A monitoring unit determines the power consumption of each of the distributed circuits and communicates that data to a power monitoring server, which collects and analyzes the data. The power monitoring server can then provide a power consumer with an accurate charge summary for each distributed circuit.
Die Patentschrift US 2003/0050737 A1 zeigt ein energieintelligentes Hausautomatisierungssystem bei dem die Stromleitungen neben dem Verteilen von Energie unter anderem auch zur Überwachung und zur Kontrolle von Elektrogeräten benutzt werden. Informationen bezüglich des Energieverbrauchs von Elektrogeräte können mit Hilfe von Energieüberwachungs- und Kontrollpunkten, welche z. B. in Schaltungskästen untergebracht sind, einem Verbraucher angezeigt werden und über die Stromleitungen an eine zentrale Steuereinheit weitergeleitet werden. Diese zentrale Steuereinheit kann dann zur Überwachung, zur Erstellung von Verbrauchsprofilen und zu energieoptimierten Kontrolle der Elektrogeräte verwendet werden.The patent US 2003/0050737 A1 shows an energy-intelligent home automation system in which the power lines are used in addition to the distribution of energy, among other things, for the monitoring and control of electrical appliances. Information regarding the energy consumption of electrical appliances can be determined by means of energy monitoring and control points, which z. B. are housed in switch boxes, a consumer will be displayed and forwarded via the power lines to a central control unit. This central control unit can then be used for monitoring, generating consumption profiles and for energy-efficient control of electrical appliances.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept zu schaffen, welches es ermöglicht, den Leistungsverbrauch einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen, in einer effizienten Weise zu bestimmen.It is an object of the present invention to provide a concept which makes it possible to determine the power consumption of a power consuming device from a plurality of power consuming devices in an efficient manner.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 16.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 16.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung zum Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen für zumindest zwei unterschiedliche Zustandskombinationen von Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen. Die Vorrichtung weist ferner eine Einrichtung zum Senden oder Empfangen einer Information über einen Betriebszustand zumindest einer leistungsverbrauchenden Einrichtung über eine Kommunikationsverbindung auf und eine Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchers unter Verwendung der Gesamtleistungsverbrauchswerte für die zumindest zwei unterschiedlichen Zustandskombinationen und der Information über den Betriebszustand.The present invention provides an apparatus for determining power consumption a power consuming device from a plurality of power consuming devices. The apparatus comprises means for detecting total power consumption values of the plurality of power consuming devices for at least two different state combinations of operating states of the power consuming devices. The apparatus further comprises means for sending or receiving information about an operating state of at least one power consuming device via a communication link, and means for determining the power load using the total power consumption values for the at least two different state combinations and the operating state information.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen, dass ein Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen für zumindest zwei unterschiedliche Zustandskombinationen von Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen umfasst. Das Verfahren umfasst ferner ein Senden oder Empfangen einer Information über einen Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen über eine Kommunikationsverbindung, sowie ein Bestimmen des Leistungsverbrauches unter Verwendung der Gesamtleistungsverbrauchswerte für die zumindest zwei unterschiedlichen Zustandskombinationen und der Information über den Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen.The present invention further provides a method for determining a power consumption of a power consuming device from a plurality of power consuming devices, comprising detecting total power consumption values of the plurality of power consuming devices for at least two different state combinations of operating states of the power consuming devices. The method further comprises transmitting or receiving information about an operating state of at least one of the power-consuming devices via a communication link, and determining the power consumption using the total power consumption values for the at least two different state combinations and the information about the operating state of at least one of the power-consuming devices.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten u. a. den Vorteil, dass ein Leistungsverbrauchsprofil einer oder mehrerer leistungsverbrauchender Einrichtungen aus den Gesamtleistungsverbrauchswerten und der Information zu den Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen bestimmt werden kann, ohne dass einzelne Leistungsverbrauchsmesser zwischen den leistungsverbrauchenden Gerät und dessen Strom- bzw. Leistungsversorgung angebracht sind.Embodiments of the present invention provide u. a. the advantage that a power consumption profile of one or more power-consuming devices can be determined from the total power consumption values and the information on the operating states of the power-consuming devices, without individual power consumption meters between the power-consuming device and its power supply are appropriate.
Somit können durch eine zentrale Messung von Gesamtleistungsverbrauchswerten und durch eine darauf basierende Berechnung eines Einzelleistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung einzelne Leistungsverbrauchsmesser eingespart bzw. durch eine beispielsweise zentrale Einrichtung zum Bestimmen von Gesamtleistungsverbrauchswerten ersetzt werden. Somit können bei einigen Ausführungsbeispielen Kosten eingespart werden. Eine Berechnung der Einzelleistungsverbrauchswerte einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus Gesamtleistungsverbrauchswerten kann im übrigen erfolgen, wenn die Gesamtleistungsverbrauchswerte verschiedene Betriebszustandskombinationen bekannt sind, da auf diese Weise der Einfluss der einzelnen leistungsverbrauchenden auf die Gesamtleistungsverbrauchswerte ermittelt werden kann.Thus, by a central measurement of total power consumption values and by a calculation of an individual power consumption of a power consuming device based thereon, individual power consumption meters can be saved or replaced by, for example, a central device for determining total power consumption values. Thus, in some embodiments, costs can be saved. Moreover, a calculation of the individual power consumption values of a power-consuming device from total power consumption values can take place if the total power consumption values of different operating state combinations are known, since in this way the influence of the individual power-consuming on the total power consumption values can be determined.
Im Gegensatz zu Techniken, die das Leistungsprofil eines Gerätes nur einmal messen, können die Leistungsprofile einzelner Geräte verfeinert und dem jeweiligen Bedarf angepasst werden, je mehr Messungen bzw. Zustandskombinationen der Betriebszustände von der Vorrichtung durchlaufen bzw. erfasst wurden. Dadurch kann beispielsweise eine Änderung des Leistungsverbrauches eines Gerätes leicht festgestellt werden. Durch eine kontinuierliche Bestimmung eines Leistungsverbrauches kann ein Leistungsverbrauchsprofil eines Gerätes erstellt werden.In contrast to techniques that measure the performance profile of a device only once, the performance profiles of individual devices can be refined and adapted to the respective needs, the more measurements or state combinations of the operating states of the device have been passed through or recorded. As a result, for example, a change in the power consumption of a device can be easily determined. By continuously determining a power consumption, a power consumption profile of a device can be created.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können u. a. den Vorteil bieten, dass das Leistungsprofil bzw. der Leistungsverbrauch der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen gleichzeitig automatisch berechnet wird, weshalb weder ein Anwender, noch eine geschulte Person dazu benötigt wird. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten weiterhin den Vorteil, dass sowohl der Gesamtleistungsverbrauch, der anwendungsspezifische Leistungsverbrauch, der Leistungsverbrauch im Bereitschaftsmodus (Stand-by) eines Gerätes, als auch der übrige Leistungsverbrauchdurch den Anwender der Vorrichtung auf einfache Weise überwacht werden kann. Dadurch kann der Anwender direkt die Energiekosten eines jeden einzelnen leistungsverbrauchenden Gerätes, welches an die Vorrichtung gekoppelt ist, ermitteln. Dadurch ist es weiterhin möglich den Betriebszustand eines elektrischen Gerätes aufgrund seines Leistungsverbrauches zu optimieren. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung eine Fehlfunktion einer leistungsverbrauchenden Einrichtung bzw. eines Computerprogramms zur Steuerung der Vorrichtung feststellen.Embodiments of the present invention may include: a. offer the advantage that the power profile or the power consumption of the majority of the power-consuming devices is calculated automatically at the same time, which is why neither a user, nor a trained person is required for it. Embodiments of the present invention further provide the advantage that both the total power consumption, the application specific power consumption, the standby power consumption of a device, as well as the remaining power consumption can be easily monitored by the user of the device. This allows the user to directly determine the energy costs of each individual power consuming device coupled to the device. As a result, it is also possible to optimize the operating state of an electrical device due to its power consumption. In a further embodiment of the present invention, the device may detect a malfunction of a power consuming device or computer program for controlling the device.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
1 ein schematisches Blockschaltbild der Vorrichtung zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic block diagram of the device for determining a power consumption according to an embodiment of the present invention;
2 ein schematisches. Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic. Block diagram of another embodiment of the present invention;
3a ein Leistungs-/Zeit-Diagramm für unterschiedliche leistungsverbrauchende Einrichtungen; 3a a power / time diagram for different power consuming devices;
3b ein Leistungs-/Zeit-Diagramm der Gesamtleistungsverbrauchswerte für die unterschiedlichen leistungsverbrauchenden Einrichtungen aus 3a; 3b a power / time diagram of the total power consumption values for the different power consuming devices 3a ;
4a Leistungs-/Zeit-Diagramme zweier Verbraucher und der resultierenden Gesamtleistungsverbrauchswerte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4a Power / time diagrams of two consumers and the resulting total power consumption values according to an embodiment of the present invention;
4b ein lineares Gleichungssystem zur Bestimmung des Leistungsverbrauchsprofils der einzelnen leistungsverbrauchenden Einrichtungen aus 4a; 4b a linear system of equations for determining the power consumption profile of the individual power-consuming devices 4a ;
5 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 a flowchart of an exemplary method for determining a power consumption according to an embodiment of the present invention;
6 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 6 a schematic block diagram of a system for determining a power consumption of a power consuming device according to another embodiment of the present invention; and
7 eine schematische Darstellung eines Hausautomatisierungssystems zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7 a schematic representation of a home automation system for determining a power consumption of a power consuming device from a plurality of power consuming devices according to another embodiment of the present invention.
Bezüglich der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollte beachtet werden, dass in den unterschiedlichen Figuren für funktional identische beziehungsweise gleichwirkende oder funktionsgleiche, äquivalente Elemente oder Schritte zur Vereinfachung in der gesamten Beschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.With respect to the following description of the embodiments of the present invention, it should be noted that the same reference numerals are used throughout the specification for the functionally identical, functionally identical, equivalent elements or steps in the various figures.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen ist in 1 gezeigt. Dabei ist die Leistung als Energie pro Zeit physikalisch definiert. Die Vorrichtung 100 in 1 weist eine Einrichtung 12 zum Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten der Mehrzahl 10 der leistungsverbrauchenden Einrichtungen für zumindest zwei unterschiedliche Zustandskombinationen von Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen auf. Ferner weist die Einrichtung 100 eine Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen einer Information über einen Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen, beispielsweise der ersten leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a, über eine Kommunikationsverbindung 16 auf. Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs unter Verwendung der Gesamtleistungsverbrauchswerte für die zumindest zwei unterschiedlichen Zustandskombinationen und der Information über einen Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen auf. Die einzelnen leistungsverbrauchenden Einrichtungen 10a, 10b aus der Mehrzahl 10 der leistungsverbrauchenden Einrichtungen können über eine gemeinsame Strom- bzw. Leistungsversorgung 15 mit Leistung bzw. Strom versorgt werden, wobei die Einrichtung 12 zum Erfassen der Gesamtleistungsverbrauchswerte beispielsweise mit dieser gemeinsamen Stromversorgungsleitung gekoppelt ist, um so das Erfassen bzw. Messen der Gesamtleistungsverbrauchswerte der leistungsverbrauchenden Einrichtungen 10a, 10b durchführen zu können.A first embodiment of a device for determining a power consumption of a power consuming device from a plurality of power consuming devices is shown in FIG 1 shown. The power is physically defined as energy per time. The device 100 in 1 has a facility 12 for detecting total power consumption values of the plurality 10 the power consuming devices for at least two different state combinations of operating states of the power consuming devices. Furthermore, the device has 100 An institution 14 for transmitting or receiving information about an operating state of at least one of the power-consuming devices, for example the first power-consuming device 10a , via a communication link 16 on. The device 100 further comprises means 18 for determining the power consumption using the total power consumption values for the at least two different state combinations and the information about an operating state of at least one of the power consuming devices. The individual power consuming facilities 10a . 10b from the majority 10 the power-consuming devices can have a common power supply 15 be supplied with power or electricity, the device 12 for detecting the total power consumption values, for example, coupled to this common power supply line so as to detect the total power consumption values of the power consuming devices 10a . 10b to carry out.
Die Kommunikationsverbindung 16 zwischen der leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a, und der Einrichtung zum Senden oder Empfangen 14 einer Information über den Betriebszustand der leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a kann beispielsweise drahtlos, z. B. über eine sogenannte Bluetooth-Verbindung, eine drahtlose lokale Netzwerkverbindung (Wireless-Local-Area-Network(LAN)) erfolgen oder aber auch über Signalleitungen.The communication connection 16 between the power-consuming device 10a , and the device for sending or receiving 14 an information about the operating state of the power consuming device 10a For example, wirelessly, z. B. via a so-called Bluetooth connection, a wireless local network connection (wireless local area network (LAN)) or via signal lines.
Die Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen kann so ausgebildet sein, dass eine Information über einen Betriebszustand an eine leistungsverbrauchende Einrichtung gesendet wird, dass also auf einen Befehl der Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen hin eine leistungsverbrauchende Einrichtung einen bestimmten Betriebszustand einnimmt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Einrichtung zum Senden oder Empfangen 14 so ausgebildet sein, dass die leistungsverbrauchenden Einrichtungen 10a, 10b der Einrichtung zum Senden oder Empfangen 14 eine Information über ihren jeweiligen Betriebszustand bzw. über eine Änderung dieses Betriebszustandes übermitteln. Das heißt, der Einrichtung zum Senden oder Empfangen 14 liegt die Information bzw. die Informationen über den Betriebszustand bzw. über die Betriebszustände der leistungsverbrauchenden Einrichtungen entweder dadurch vor, dass die Einrichtung die Betriebszustände der leistungsverbrauchenden Einrichtungen bzw. Geräte schaltet bzw. einstellt oder dadurch, dass die Einrichtung zum Senden oder Empfangen die Information über die Betriebszustände von den leistungsverbrauchenden Geräten empfängt. Es ist natürlich auch denkbar, dass eine bidirektionale Kommunikation bzw. ein Austausch von Informationen zwischen den leistungsverbrauchenden Einrichtungen und der Einrichtung zum Senden oder Empfangen stattfindet.The device 14 for transmission or reception can be designed so that information about an operating condition is sent to a power consuming device, that is to a command of the device 14 to transmit or receive a power consuming device occupies a certain operating state. In another embodiment, the device may be for sending or receiving 14 be designed so that the power consuming facilities 10a . 10b the device for sending or receiving 14 convey information about their respective operating state or about a change of this operating state. That is, the device for sending or receiving 14 is the information or the information about the operating state or on the operating states of the power consuming devices either by the fact that the device switches the operating states of the power consuming devices or devices or by the fact that the device for sending or receiving the information about receives the operating states from the power consuming devices. Of course, it is also conceivable that a bidirectional communication or an exchange of information between the power-consuming Facilities and the device for sending or receiving takes place.
Die Vorrichtung 100 kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung so ausgelegt sein, um ein Leistungsverbrauchsprofil einer leistungsverbrauchenden Einrichtung zu bestimmen. Dabei beschreibt das Leistungsverbrauchsprofil den zeitlichen Verlauf des Leistungsverbrauchs der leistungsverbrauchenden Einrichtung. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung 100 so ausgebildet sein, dass zumindest das Erfassen der Gesamtleistungsverbrauchswerte der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen und das Bestimmen des Leistungsverbrauchs kontinuierlich oder in definierten zeitlichen Abständen durchgeführt wird. Je geringer der zeitliche Abstand und je genauer die Gesamtleistungsverbrauchswerte bestimmt werden, desto exakter kann das Leistungsverbrauchsprofil bestimmt bzw. abgeschätzt werden. Unter anderem kann die Zeitauflösung und die Auflösung der erfassten Gesamtleistungsverbrauchswerte also die Qualität und die Genauigkeit des bestimmtem Leistungsverbrauchsprofils bestimmen. Die Einrichtung zum Senden oder Empfangen einer Information kann z. B. nur bei einer Änderung des Betriebszustandes einer leistungsverbrauchenden Einrichtung oder in definierten Zeitabständen Informationen über den Betriebszustand senden oder empfangen. Es kann also das Leistungsverbrauchsprofileines leistungsverbrauchenden Gerätes basierend auf den Gesamtverbrauchswerten der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Geräte und der Information über den Betriebszustand des leistungsverbrauchenden Gerätes ermittelt werden.The device 100 According to another embodiment of the present invention, it may be designed to determine a power consumption profile of a power consuming device. The power consumption profile describes the time course of the power consumption of the power consuming device. For this purpose, the device 100 be formed so that at least the detection of the total power consumption of the plurality of power-consuming devices and the determination of the power consumption is performed continuously or at defined time intervals. The smaller the time interval and the more accurately the total power consumption values are determined, the more accurately the power consumption profile can be determined or estimated. Among other things, the time resolution and the resolution of the detected total power consumption values may thus determine the quality and accuracy of the determined power consumption profile. The means for sending or receiving information may e.g. B. send or receive information about the operating state only at a change in the operating state of a power consuming device or at defined intervals. Thus, the power consumption profile of a power-consuming device can be determined based on the total consumption values of the plurality of power-consuming devices and the information about the operating state of the power-consuming device.
Die Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs kann dabei so ausgebildet sein, dass die Bestimmung des Leistungsverbrauchs bzw. des Leistungsverbrauchsprofils einer leistungsverbrauchenden Einrichtung über statistische Methoden zweiter Ordnung, wie z. B. Standardabweichung, Mittelwertbildung, oder durch berechnete Annäherungen, welche verfeinert werden je mehr Zustandskombinationen erfasst worden sind, erfolgt. Eine Zustandskombination setzt sich aus den Betriebszuständen der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen zusammen. Das heißt, im einfachsten Fall, dass für zwei leistungsverbrauchende Einrichtungen die Gesamtleistungsverbrauchswerte für zumindest zwei unterschiedliche Zustandskombinationen von Betriebszuständen dieser beiden leistungsverbrauchenden Einrichtungen erfasst werden sollten, um den Leistungsverbrauch einer der beiden leistungsverbrauchenden Einrichtungen zu ermitteln.The device 18 for determining the power consumption can be designed so that the determination of the power consumption or the power consumption profile of a power consuming device via statistical methods of second order, such. Standard deviation, averaging, or calculated approximations, which are refined as more state combinations are detected. A state combination is composed of the operating states of the majority of the power-consuming devices. That is, in the simplest case, for two power-consuming devices, the total power consumption values for at least two different state combinations of operating states of these two power-consuming devices should be recorded in order to determine the power consumption of one of the two power-consuming devices.
Eine statistische Abschätzung eines Leistungsverbrauchsprofils kann z. B. durch die Verwendung von statistischen Methoden zweiter Ordnung, also beispielsweise unter Berechnung der Standardabweichung oder unter Verwendung einer Mittelwertbildung, erzielt werden. Beispielsweise können so die monatlichen Kosten eines Gerätes ermittelt oder basierend auf einer zu großen Standardabweichung des Leistungsverbrauchs eines Gerätes eine Fehlfunktion des Gerätes festgestellt werden.A statistical estimate of a power consumption profile may e.g. B. by the use of statistical methods of second order, so for example under calculation of the standard deviation or using an averaging, can be achieved. For example, so can the monthly cost of a device determined or based on a too large standard deviation of the power consumption of a device malfunction of the device can be determined.
In 2 ist in einem weiteren schematischen Blockschaltbild ein weiteres Ausführungsbeispiel zu einer Vorrichtung 100 zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung dargestellt. Wie zu 1 bereits beschrieben, weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Erfassen der Gesamtleistungsverbrauchswerte 12, eine Einrichtung zum Senden oder Empfangen 14 einer Information über mindestens einen Betriebszustand einer leistungsverbrauchenden Einrichtung, sowie eine Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs 16 auf. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 zusätzlich noch eine Einrichtung 20 zum Erfassen eines Fehlerzustandes einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen auf. Die Vorrichtung 100 kann beispielsweise wieder den Leistungsverbrauch einer leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a aus einer Mehrzahl 10a, 10b von leistungsverbrauchenden Einrichtungen bestimmen. Die Mehrzahl 10 der leistungsverbrauchenden Einrichtungen kann über mindestens eine gemeinsame Leitung 15 mit Leistung versorgt werden. Eine Information über einen Betriebszustand zumindest einer leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a kann über eine Kommunikationsverbindung 16 mit der Einrichtung zum Senden oder Empfangen ausgetauscht werden. Die Einrichtung zum Bestimmen 18 des Leistungsverbrauchs kann Informationen über die Gesamtleistungsverbrauchswerte von der Einrichtung 12 zum Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten erhalten und von der Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen Informationen über die Betriebszustände der leistungsverbrauchenden Einrichtungen erhalten.In 2 is a further schematic block diagram of another embodiment of a device 100 for determining a power consumption of a power consuming device. How to 1 As already described, the device has a device for detecting the total power consumption values 12 , a device for sending or receiving 14 an information about at least one operating state of a power-consuming device, and a device 18 for determining the power consumption 16 on. In this embodiment, the device 100 additionally a facility 20 for detecting a fault condition of one of the power-consuming devices. The device 100 For example, again the power consumption of a power consuming device 10a from a plurality 10a . 10b of power consuming facilities. The majority 10 The power consuming facilities can have at least one common line 15 be supplied with power. Information about an operating state of at least one power-consuming device 10a can via a communication connection 16 exchanged with the device for sending or receiving. The device for determining 18 The power consumption can provide information about the total power consumption values of the device 12 for acquiring total power consumption values and from the facility 14 to receive or receive information about the operating states of the power consuming facilities.
Die Einrichtung 20 zum Erfassen eines Fehlerzustandes einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen kann ausgelegt sein, um unter Verwendung von Leistungsverbrauchswerten einer bestimmten leistungsverbrauchenden Einrichtung zu zwei Zeiten eine Fehlerinformation zu liefern, die einen Fehler der leistungsverbrauchenden Einrichtung anzeigt, wenn eine zeitliche Entwicklung der Leistungsverbrauchswerte von einer erwarteten zeitlichen Entwicklung abweicht. In anderen Worten können also die Leistungsverbrauchswerte eines bestimmten leistungsverbrauchenden Gerätes zu einem ersten Zeitpunkt und zu einem zweiten Zeitpunkt verglichen werden. Eine Abweichung dieser Leistungsverbrauchswerte voneinander, welche größer ist als ein vorbestimmter Veränderungswert, kann als ein Fehler bzw. eine Fehlfunktion des Gerätes interpretiert werden. Beispielsweise kann also das Ein- oder Ausschalten gewisser Geräte ohne Erfassung einer entsprechenden Änderungen in dem Gesamtleistungsverbrauchwert oder in dem Leistungsverbrauch als Fehlfunktion dieser Geräte interpretiert werden. Diese Information über die Fehlfunktion kann auch in einem automatisierten Selbstüberprüfungssystem von Einrichtungen bzw. Geräten verwendet werden.The device 20 for detecting a fault condition of one of the power-consuming devices may be configured to provide fault information using power consumption values of a particular power-consuming device at two times indicating failure of the power-consuming device when a time evolution of the power consumption values deviates from an expected time evolution. In other words, therefore, the power consumption values of a particular power-consuming device can be compared at a first time and at a second time. A deviation of these power consumption values from one another, which is greater than a predetermined change value, can be interpreted as a fault or malfunction of the device. For example, it can be turned on or off Certain devices without detection of a corresponding change in the total power consumption value or in the power consumption can be interpreted as a malfunction of these devices. This information about the malfunction can also be used in an automated self-checking system of equipment.
In ähnlicher Weise kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel die Einrichtung zum Erfassen eines Fehlerzustandes ausgelegt sein, um den Fehlerzustand aufgrund von in unterschiedlichen Betriebszuständen gemessenen Leistungsverbrauchwerten anzuzeigen, wobei die Veränderung im Leistungsverbrauch, der in den unterschiedlichen Betriebzuständen gemessenen Leistungsverbrauchswerten kleiner ist, als ein anderer bzw. zweiter vorbestimmter Veränderungswert. In anderen Worten, falls in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen einer vorgegebenen Einrichtung bzw. eines vorgegebenen Gerätes gemessene Gesamtleistungsverbrauchswerte eine kleinere Veränderung des Gesamtleistungsverbrauchs anzeigen bzw. falls sich der bestimmte Leistungsverbrauch der vorgegebenen leistungsverbrauchenden Einrichtungen bei einem Übergang zwischen zwei Betriebszuständen weniger stark ändert, als erwartet, so kann auf eine Fehlfunktion geschlossen werden.Similarly, in another embodiment, the means for detecting a fault condition may be configured to indicate the fault condition based on power consumption values measured in different operating conditions, wherein the change in power consumption of the power consumption measured in the different operating conditions is less than another. second predetermined change value. In other words, if total power consumption values measured in two different operating states of a given device indicate a smaller change in total power consumption, or if the determined power consumption of the given power consuming devices changes less than expected at a transition between two operating states can be concluded of a malfunction.
Andererseits kann die Beobachtung einer Änderung des Leistungsverbrauchsprofils eines bestimmten Gerätes ohne der Erfassung bzw. Registrierung eines Betriebszustandswechsels als eine Fehlfunktion einer entsprechenden Überwachungssoftware oder eines Computerprogramms der Vorrichtung zum Erfassen des Leistungsverbrauches interpretiert werden.On the other hand, the observation of a change in the power consumption profile of a particular device without the detection or registration of a state change can be interpreted as a malfunction of a corresponding monitoring software or a computer program of the device for detecting the power consumption.
Die Einrichtung zum Erfassen des Gesamtleistungsverbrauchs 12 kann so ausgebildet sein, um beispielsweise mit einem Gebäudeautomatisierungsnetzwerk gekoppelt zu werden und darüber die Gesamtleistungsverbrauchswerte der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen an die Einrichtung zur Bestimmung des Leistungsverbrauchs zu übermitteln. Die Einrichtung zum Senden oder Empfangen einer Information 14 kann ebenfalls mit einem Gebäudeautomatisierungsnetzwerk gekoppelt sein, um darüber einen Betriebszustand bzw. die Information über einen Betriebszustand mindestens einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen über ein Gebäudenetzwerk an die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung zu kommunizieren. Beispielsweise können die Einrichtungen zum Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten die Einrichtung zum Senden und Empfangen einer Information und die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs getrennt oder in einer Einheit in einem Gebäude installiert sein und über eine Kommunikationsverbindung – dem Gebäude- oder Hausautomatisierungsnetzwerk – mit einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen in dem Gebäude verbunden sein. Dabei kann es sich um typische Geräte aus dem Haushalt handeln, wie z. B. einer Waschmaschine, einem Geschirrspüler oder einem Bügeleisen. Unterschiedliche Betriebszustände der einzelnen leistungsverbrauchenden Geräte, also beispielsweise für die Waschmaschine: „Waschmaschine eingeschaltet”, „Waschmaschine ausgeschaltet”, „Waschen im Sparprogramm” oder „Waschen bei 90°C” können dann über das Gebäudeautomatisierungsnetzwerk (Home Network) an die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung übermittelt werden.The device for detecting the total power consumption 12 For example, it may be configured to be coupled to a building automation network and, for example, to communicate the total power consumption values of the plurality of power consuming devices to the power consumption determining device. The device for sending or receiving information 14 may also be coupled to a building automation network to communicate an operating state or information about an operating state of at least one of the power consuming devices over a building network to the means for determining the power consumption of a power consuming device. For example, the means for detecting total power consumption values, the means for sending and receiving information and the means for determining the power consumption may be separate or installed in a unit in a building and via a communication link - the building or home automation network - with a plurality of power consuming devices be connected in the building. These may be typical household appliances, such as: B. a washing machine, a dishwasher or an iron. Different operating states of the individual power-consuming devices, for example for the washing machine: "washing machine switched on", "washing machine off", "washing in the economy program" or "washing at 90 ° C" can then via the building automation network (Home Network) to the device for determining the power consumption of a power consuming device.
Eine Zustandskombination für die ein Gesamtleistungsverbrauchswert durch die Einrichtung zum Erfassen bestimmt wird, könnte also beispielsweise aus den Betriebszuständen „Waschmaschine im Sparprogramm”, „Bügeleisen eingeschaltet” und „Geschirrspüler ausgeschaltet” bestehen. Eine andere Zustandskombination könnte dann beispielsweise lauten: „Waschmaschine ausgeschaltet”, „Bügeleisen eingeschaltet” und. „Geschirrspüler im Sparprogramm”. Eine dritte Zustandskombination könnte dann beispielsweise lauten: „Waschen bei 90°C”, „Bügeleisen ausgeschaltet” und „Geschirrspülmaschine ausgeschaltet”.A state combination for which a total power consumption value is determined by the means for detecting could therefore consist, for example, of the operating states "washing machine in the economy program", "iron on" and "dishwasher switched off". For example, another combination of states could be "washing machine off", "iron on" and. "Dishwasher in the austerity program". For example, a third state combination could be: "Wash at 90 ° C", "Iron Off", and "Dishwasher Off".
Die Einrichtung zur Bestimmung des Leistungsverbrauchs kann dann unter Verwendung der von der Einrichtung zum Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten und der Information über die jeweiligen Betriebszustände der leistungsverbrauchenden Geräte, also in diesem Beispiel Waschmaschine, Bügeleisen, Geschirrspüler, den Leistungsverbrauch bzw. das Leistungsverbrauchsprofil der entsprechenden Geräte bestimmen. Die Bestimmung kann verbessert bzw. verfeinert werden, je mehr Zustandskombinationen erfasst wurden.The device for determining the power consumption can then determine the power consumption or the power consumption profile of the corresponding devices using the device which measures the total power consumption values and the information about the respective operating states of the power consuming devices, ie in this example washing machine, iron, dishwasher. The determination can be improved or refined, the more state combinations were detected.
Allgemeiner ist dies in den 3a und 3b dargestellt. Die 3a zeigt einen Leistungsverbrauch für drei verschiedene Verbraucher, zusammen mit ihren entsprechenden Schaltzeiten. In dem linken Setup 32a von 3a wird zuerst nur der Leistungsverbrauch 30a, 30b für zwei Verbraucher dargestellt. In dem rechten Setup k 32k sind drei Verbraucher mit einem entsprechenden Leistungsverbrauch 30, 30b, 30c in Betrieb. Zusätzlich zu den Verbrauchern ist eine additive Leistungskomponente 34 dargestellt. Diese resultiert von der Tatsache, dass in einer Vorrichtung, z. B. in einem vernetzten Haushalt, einige Geräte für die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht erfassbar sind, das heißt, ihre Schaltzeiten sind unbekannt, da sie keine entsprechenden Informationen an die Vorrichtung 100 liefern. Zusätzlich entsteht durch die Ungenauigkeit der Messung des Gesamtleistungsverbrauchs ebenfalls ein gewisses Rauschen, das den Gesamtleistungsverbrauchswerten überlagert ist. In 3b ist die resultierende Gesamtleistungsverbrauchskurve der Verbraucher aus 3a dargestellt, das heißt, alle Einzelleistungsverbrauchskurven sind addiert worden. Die verschiedenen Zustandskombinationen bzw. Setups der einzelnen leistungsverbrauchenden Geräte können nun dazu genutzt werden, die Leistungsverbrauchskurve der verschiedenen Verbraucher zu bestimmen. Die berechneten bzw. abgeschätzten Leistungsverbrauchsprofile können durch eine höhere Zahl von Zustandskombinationen bzw. unterschiedliche Setups der einzelnen leistungsverbrauchenden Einrichtungen verbessert werden.More generally, this is in the 3a and 3b shown. The 3a shows a power consumption for three different consumers, along with their corresponding switching times. In the left setup 32a from 3a First, only the power consumption 30a . 30b presented for two consumers. In the right setup k 32k are three consumers with a corresponding power consumption 30 . 30b . 30c in operation. In addition to consumers is an additive power component 34 shown. This results from the fact that in a device, for. B. in a networked household, some devices for the device according to the invention are not detectable, that is, their switching times are unknown because they do not provide appropriate information to the device 100 deliver. In addition, due to the inaccuracy of the measurement of the total power consumption, there is also some Noise superimposed on the total power consumption values. In 3b is the resulting total power consumption curve of the consumer 3a that is, all individual power consumption curves have been added. The various state combinations or setups of the individual power consuming devices can now be used to determine the power consumption curve of the various consumers. The calculated or estimated power consumption profiles can be improved by a higher number of state combinations or different setups of the individual power consuming devices.
In dem Diagramm 22 in 3a sind verschiedene Zustandskombinationen bzw. Setups 32a und 32k dargestellt. Eine Zustandskombination bzw. Setup wird durch die jeweiligen Betriebszustände der einzelnen leistungsverbrauchenden Einrichtungen und optional deren zeitlichen Verlauf bestimmt. Dazu sind in 3a auf der Zeitachse 24 und der Leistungsverbrauchsachse 23 das Schaltverhalten bzw. die Betriebszustände der einzelnen Verbraucher und deren Leistungsverbrauch 30a, 30b, 30c in den unterschiedlichen Zustandskombinationen 32a, 32k dargestellt. Wie in 3a zu sehen, kann ein Leistungsrauschen 34 existieren bzw. ein additiver Leistungsverbrauch (Offset), welcher beispielsweise durch eine oder mehrere der Vorrichtung unbekannte leistungsverbrauchende Einrichtungen erzeugt werden kann. In 3a sind der konstante Leistungsverbrauch 30a eines ersten Verbrauchers in einem ersten Setup 32a und dessen jeweilige Ein- (t11) bzw. Ausschaltzeitpunkte (t11 + T11) dargestellt. Ein zweiter Verbraucher, welcher ebenfalls einen konstanten Leistungsverbrauch 30b aufweist, der höher ist als der Leistungsverbrauch 30a des ersten Verbrauchers, wird zu einem Zeitpunkt t21 eingeschaltet und zu einem Zeitpunkt t21 + T21 wieder ausgeschaltet. In ähnlicher Weise zeigt die Zustandskombination bzw. das Setup 32k den Leistungsverbrauch 30a, 30b, 30c von drei einzelnen Verbrauchern und deren jeweiligen Ein- bzw. Ausschaltzeitpunkt. Der Leistungsverbrauch 30c weist in dem Setup k 32k beispielsweise einen linearen Anstieg auf. Natürlich sind andere leistungsverbrauchende funktionale Betriebsmodi, die über ein Ein- und Ausschalten eines Gerätes mit einem konstanten Leistungsverbrauch hinausgehen, denkbar.In the diagram 22 in 3a are different state combinations or setups 32a and 32k shown. A state combination or setup is determined by the respective operating states of the individual power-consuming devices and optionally their time course. These are in 3a on the timeline 24 and the power consumption axis 23 the switching behavior or the operating states of the individual consumers and their power consumption 30a . 30b . 30c in the different state combinations 32a . 32k shown. As in 3a seeing, can be a power noise 34 or an additive power consumption (offset), which can be generated for example by one or more of the device unknown power consuming devices. In 3a are the constant power consumption 30a a first consumer in a first setup 32a and its respective on (t11) and off times (t11 + T11). A second consumer, which also has a constant power consumption 30b which is higher than the power consumption 30a of the first consumer is turned on at a time t21 and turned off again at a time t21 + T21. Similarly, the state combination or setup shows 32k the power consumption 30a . 30b . 30c of three individual consumers and their respective on and off time. The power consumption 30c indicates k in the setup 32k for example, a linear increase. Of course, other power-consuming functional operating modes that go beyond turning on and off a device with a constant power consumption are conceivable.
In 3b ist in dem Diagramm 22 wieder die Leistung 23 gegenüber der Zeitachse 24 aufgetragen. Der Graph 40a stellt das Gesamtleistungsverbrauchsprofil des im Zusammenhang mit 3a beschriebenen ersten Setups bzw. der ersten Zustandskombination 32a dar. Das Gesamtleistungsverbrauchsprofil besteht aus dem Leistungsverbrauch der Einzelleistungsverbraucher mit ihren entsprechenden Ein- und Ausschaltzeitpunkte und des sich überlagernden Leistungsrauschens 34. In derselben Weise stellt der Graph 40b das Gesamtleistungsverbrauchsprofil zu der Zustandskombination bzw. dem Setup k 32k, welches im Zusammenhang mit 3a beschrieben wurde, dar. Durch die Kenntnis der Gesamtleistungsverbrauchswerte und den Schalt- bzw. Betriebszuständen der einzelnen leistungsverbrauchende Einrichtungen kann deren zugeordnetes Leistungsverbrauchsprofil bestimmt werden. Diese Bestimmung des Leistungsverbrauches bzw. des Leistungsverbrauchsprofils einer leistungsverbrauchenden Einrichtung kann unter Verwendung der Gesamtleistungsverbrauchswerte und der Information über die Betriebszustände der leistungsverbrauchenden Einrichtungen erzielt werden.In 3b is in the diagram 22 again the performance 23 opposite the time axis 24 applied. The graph 40a represents the overall power consumption profile of the 3a described first setup or the first state combination 32a The overall power consumption profile consists of the power consumption of the individual power consumers with their respective on and off times and the overlapping power noise 34 , In the same way, the graph represents 40b the total power consumption profile for the state combination or the setup k 32k , which in connection with 3a By knowing the total power consumption values and the switching or operating states of the individual power-consuming devices their associated power consumption profile can be determined. This determination of the power consumption or the power consumption profile of a power-consuming device can be achieved by using the total power consumption values and the information about the operating states of the power-consuming devices.
Die Bestimmung des Leistungsverbrauches unter Verwendung der Gesamtleistungsverbrauchswerte und der Information über den Betriebszustand der leistungsverbrauchenden Einrichtungen kann mit unterschiedlichen Algorithmen erzielt werden. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel die Bestimmung des Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung durch Lösen eines linearen Gleichungssystems erzielt werden. Dies wird in den 4a und 4b näher erläutert.The determination of the power consumption using the total power consumption values and the information about the operating state of the power consuming devices can be achieved with different algorithms. For example, in one embodiment, the determination of the power consumption of a power consuming device can be achieved by solving a linear system of equations. This will be in the 4a and 4b explained in more detail.
In den Diagrammen 22a bis 22c in 4a ist wiederum schematisch der Leistungsverbrauch 23 gegenüber der Zeit 24 für zwei leistungsverbrauchende Einrichtungen und deren Gesamtleistungsverbrauch dargestellt. In dem Diagramm 22a ist der zeitliche Verlauf des Leistungsverbrauches 30a einer ersten leistungsverbrauchenden Einrichtung, in diesem Beispiel auch als erstes Signal bezeichnet, dargestellt. Im Diagramm 22b ist die zeitliche Leistungsverbrauchskurve 30b einer zweiten leistungsverbrauchenden Einrichtung, dem zweiten Signal, dargestellt. Die Überlagerung der Einzelleistungsverbrauchskurven 30a, 30b zu einer Gesamtleistungsverbrauchskurve 40a und deren zeitliche Entwicklung ist in dem Diagramm 22c zu sehen.In the diagrams 22a to 22c in 4a is again schematically the power consumption 23 over time 24 for two power consuming devices and their total power consumption. In the diagram 22a is the time course of power consumption 30a a first power-consuming device, also referred to as the first signal in this example. In the diagram 22b is the temporal power consumption curve 30b a second power consuming device, the second signal represented. The superposition of individual power consumption curves 30a . 30b to a total power consumption curve 40a and their evolution over time is in the diagram 22c to see.
In 4b ist ein lineares Gleichungssystem zur Bestimmung des Leistungsverbrauches der beiden leistungsverbrauchenden Einrichtungen aus 4a dargestellt. Das lineare Gleichungssystem ist in Form einer Matrix A, welche durch den Spaltenvektor 52 und die Spaltenvektoren 54 gegeben ist und den zu berechnenden Spaltenvektor s 56, der die Leistungsverbrauchwerte der beiden leistungsverbrauchenden Einrichtungen aus 4a aufweist, sowie dem Spaltenvektor p 58, der die gemessenen Gesamtleistungsverbrauchswerte der beiden leistungsverbrauchenden Einrichtungen aus 4a enthält, dargestellt. Bei den Vektoren handelt es sich nicht um Vektoren im mathematischen Sinne, sondern um eine entsprechende Matrixdarstellung mit Spaltenvektoren. Die Matrix A enthält die Information über den Betriebszustand der beiden Geräte, welche in den Leistungsverbrauchskurven 22a und 22b in 4a dargestellt sind. Beispielsweise stellt die Spalte 52 den zeitlichen Verlauf des Betriebszustandes der ersten leistungsverbrauchenden Einrichtung dar. Die verschiedenen Zeilen der Matrix bzw. der Spaltenvektoren entsprechen dem zeitlichen Verlauf des Betriebszustandes. Dementsprechend zeigt der Spaltenvektor 52, dass in den ersten vier Zeiteinheiten der Betriebszustand des Gerätes auf „0” oder „aus” eingestellt ist, und deshalb kein Leistungsverbrauch stattfindet und danach der Betriebszustand über vier Zeiteinheiten auf einen konstanten Zustand von „1” oder „ein” eingestellt ist. Im Nachfolgenden wird das Gerät wieder ausgeschaltet, weshalb der Betriebszustand „0” 52i ist, um anschließend wieder auf „1” zu gehen, wie auch dem Diagramm 22a zu entnehmen ist. Die Beschreibung des zeitlichen Leistungsverbrauches 30b der zweiten leistungsverbrauchenden Einrichtung ist wegen des linearen Leistungsverbrauchsanstiegs etwas komplizierter. Zu einem ersten Zeitpunkt 54a beträgt die gemessene Gesamtleistung 58a 0,1. Zu einem zweiten Zeitpunkt 54b beträgt die gemessene Gesamtleistung 58b 1,1. Zu diesem Zeitpunkt trägt das erste leistungsverbrauchende Gerät (in 22a beschrieben) noch nichts zum Gesamtleistungsverbrauch bei, da das Gerät – wie man an der Matrixkomponente 52b sehen kann – noch auf „0”. und damit ausgeschaltet ist. Wie an diesem Beispiel gezeigt ist, können so die Leistungsverbrauchskurven 30a, 30b bzw. die Betriebszustände und die Gesamtenergien mit einem linearen Gleichungssystem dargestellt werden. Die zu berechnenden Signalgrößen 56 können dann durch eine entsprechende Auflösung des linearen Gleichungssystems erschlossen werden. Als Ergebnis erhält man dann, wie in dem Spaltenvektor 56 zu sehen ist, den Leistungsverbrauchswert 56a des ersten leistungsverbrauchenden Gerätes (in 4a) und die linear ansteigenden Leistungsverbrauchswerte 56b bis 56j für die zweite leistungsverbrauchende Einrichtung, welche im Diagramm 22b dargestellt ist. Das erste und zweite Signal kann also durch die Messwerte und der zeitlichen Beschreibung der Betriebszustände, dargestellt in der ersten und zweiten zeitlichen Anordnung berechnet werden.In 4b is a linear system of equations for determining the power consumption of the two power consuming devices 4a shown. The linear equation system is in the form of a matrix A, which is represented by the column vector 52 and the column vectors 54 is given and the column vector s 56 deriving the power consumption of the two power consuming devices 4a and the column vector p 58 , which measures the measured total power consumption of the two power consuming devices 4a contains, shown. The vectors are not vectors in the mathematical sense, but a corresponding matrix representation with column vectors. The matrix A contains the information about the operating state of the two devices, which in the power consumption curves 22a and 22b in 4a are shown. For example, the column represents 52 the time course of the operating state of the first power-consuming device. The different rows of the matrix or the column vectors correspond to the time course of the operating state. Accordingly, the column vector shows 52 in that in the first four time units the operating state of the device is set to "0" or "off" and therefore no power consumption takes place and thereafter the operating state is set to a constant state of "1" or "on" over four time units. In the following, the device is switched off again, which is why the operating state "0" 52i is, then go back to "1", as well as the diagram 22a can be seen. The description of the temporal power consumption 30b The second power consuming device is somewhat more complicated because of the linear power consumption increase. At a first time 54a is the measured total power 58a 0.1. At a second time 54b is the measured total power 58b 1.1. At this time, the first power-consuming device (in 22a described) yet nothing to the total power consumption, since the device - as you at the matrix component 52b can see - still on "0". and that's off. As shown in this example, so can the power consumption curves 30a . 30b or the operating states and the total energies are represented with a linear system of equations. The signal quantities to be calculated 56 can then be tapped by a corresponding resolution of the linear system of equations. As a result, one then obtains, as in the column vector 56 you can see the power consumption value 56a of the first power consuming device (in 4a ) and the linearly increasing power consumption values 56b to 56j for the second power consuming device, which in the diagram 22b is shown. The first and second signal can thus be calculated by the measured values and the time description of the operating states, represented in the first and second time arrangement.
In anderen Worten, durch die Lösung dieses linearen Gleichungssystems, kann mit Hilfe der gemessenen Gesamtleistungsverbrauchswerte 58 und der Beschreibung der Betriebs- bzw. Schaltzustände in der Matrix A der Leistungsverbrauch der beiden leistungsverbrauchenden Einrichtungen, wie in dem Spaltenvektor p dargestellt, berechnet werden.In other words, by solving this linear system of equations, it can be calculated using the measured total power consumption values 58 and the description of the operating states in the matrix A, the power consumption of the two power consuming devices, as illustrated in the column vector p, are calculated.
Das Lösen des linearen Gleichungssystems setzt voraus, dass die Anzahl der Unbekannten, bzw. der zu bestimmenden Leistungsverbrauchswerte kleiner oder gleich ist, als die Anzahl der das lineare Gleichungssystem bildenden linear unabhängigen Gleichungen.Solving the system of linear equations presupposes that the number of unknowns or the power consumption values to be determined is less than or equal to the number of linearly independent equations forming the linear system of equations.
Gegebenenfalls kann bei einem überbestimmten Gleichungssystem, also wenn die Zahl der linear unabhängigen Gleichungen größer ist, als die Zahl der Unbekannten, beispielsweise auch ein Algorithmus zur Minimierung von Fehlerquadraten (Least-Square-Ansatz) eingesetzt werden, um die Unbekannten zu bestimmen.Optionally, in an overdetermined system of equations, that is, when the number of linearly independent equations is greater than the number of unknowns, for example, an algorithm for minimizing error squares (least square approach) can be used to determine the unknowns.
Die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs 18 kann also so ausgebildet sein, um ein lineares Gleichungssystem, das einen Zusammenhang zwischen dem Leistungsverbrauch zumindest eine der leistungsverbrauchenden Einrichtungen und den Gesamtleistungsverbrauchswerten beschreibt, zu lösen, um den Leistungsverbrauch der leistungsverbrauchenden Einrichtung zu bestimmen.The device for determining the power consumption 18 Thus, it may be configured to solve a linear system of equations describing a relationship between the power consumption of at least one of the power consuming devices and the total power consumption values to determine the power consumption of the power consuming device.
Die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs kann auch so ausgebildet sein, um Koeffizienten des linearen Gleichungssystems in Abhängigkeit von den kommunizierten Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen festzulegen. Also eine Matrix aufzustellen, welche nach dem Leistungsverbrauch gewichtete Koeffizienten aufweist.The means for determining the power consumption can also be designed to determine coefficients of the linear equation system as a function of the communicated operating states of the power-consuming devices. So to set up a matrix, which has weighted coefficients after the power consumption.
Denkbar ist auch, dass andere Algorithmen oder Verfahren zur Bestimmung des Leistungsverbrauchs bzw. zur Erstellung eines Leistungsverbrauchsprofils einer leistungsverbrauchenden Einrichtung verwendet werden. Denkbar ist zum Beispiel auch die Bestimmung des Leistungsverbrauchsprofils eines Geräts mit Hilfe einer Korrelationsfunktion, wie zum Beispiel einer Kreuzkorrelationsfunktion, zwischen den Gesamtleistungsverbrauchswerten und den Betriebszuständen der einzelnen leistungsverbrauchenden Einrichtungen durchzuführen.It is also conceivable that other algorithms or methods for determining the power consumption or for generating a power consumption profile of a power consuming device are used. It is also conceivable, for example, to determine the power consumption profile of a device by means of a correlation function, such as a cross-correlation function, between the total power consumption values and the operating states of the individual power-consuming devices.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann also die Vorrichtung 100 eine Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs aufweisen, die ausgelegt ist, um eine Korrelation zwischen den Gesamtleistungsverbrauchswerten für die unterschiedlichen Zustandskombinationen und den Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen zu bestimmen und damit den Leistungsverbrauch der leistungsverbrauchenden Einrichtung zu bestimmen.In another embodiment, therefore, the device 100 An institution 18 for determining the power consumption, which is designed to determine a correlation between the total power consumption values for the different state combinations and the operating states of the power consuming devices and thus to determine the power consumption of the power consuming device.
Allgemein kann also die Vorrichtung 100 zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs eine Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs aufweisen, die so ausgebildet ist, um die von der Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen gesendeten oder empfangenen Informationen über den Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen bei der Bestimmung des Leistungsverbrauchs bzw. des Leistungsverbrauchprofils zu berücksichtigen. Das heißt, die Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs kann die Information über einen Betriebszustand, in dem sich eine leistungsverbrauchende Einrichtung zu einer bestimmten Zeit befindet, nutzen, um mit dieser Information und der Information über die gemessenen bzw. erfassten Gesamtleistungsverbrauchswerte den Leistungsverbrauch eines bestimmten Geräts zu bestimmen. Unter dem Begriff Zeit kann ein Zeitpunkt oder ein Zeitraum, während dessen sich ein leistungsverbrauchendes Gerät in einem bestimmten Betriebszustand befindet, gemeint sein.Generally, therefore, the device 100 device for determining power consumption 18 for determining the power consumption that is designed to be that of the device 14 to transmit or receive transmitted or received information about the operating state of at least one of the power-consuming devices in determining the power consumption or the power consumption profile to be considered. That is, the device 18 For determining the power consumption, the information about an operating state in which Use a power-consuming device at a particular time, use this information and the information about the measured or recorded total power consumption values to determine the power consumption of a particular device. The term time may mean a point in time or a period during which a power-consuming device is in a certain operating state.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs eine Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs aufweisen, die so ausgebildet ist, um die von der Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen übermittelten Information über den Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen zu verwenden, um verschiedene Zustandskombinationen zu unterscheiden.In another embodiment, the power consumption determining device may include power consumption determining means 18 configured to be the one of the device 14 transmit or receive transmitted information about the operating state of at least one of the power consuming devices to distinguish different state combinations.
Wie oben bereits beschrieben, setzt sich eine Zustandskombination aus unterschiedlichen Betriebszuständen der mit der Vorrichtung 100, gekoppelten leistungsverbrauchenden Einrichtungen auf.As already described above, a state combination of different operating states is the one with the device 100 coupled power consuming facilities.
Die Vorrichtung 100 kann so ausgelegt sein, um zumindest drei verschiedene Betriebszustände einer leistungsverbrauchenden Einrichtung, in denen die leistungsverbrauchende Einrichtung verschieden hohe Leistungsverbrauchsraten aufweisen, zu unterscheiden. Die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs kann ausgelegt sein, um eine Information darüber, in welchen der zumindest drei verschiedenen Betriebszuständen sich die leistungsverbrauchende Einrichtung befindet, bei der Bestimmung des Leistungsverbrauchs zu berücksichtigen. In anderen Worten kann, wie oben bereits erwähnt, eine leistungsverbrauchende Einrichtung mehr als zwei Betriebszustände aufweisen, also nicht nur ein- bzw. ausgeschaltet sein. Vielmehr können auch andere Betriebsmodi auftreten, wie z. B. arbeiten in einem Stromsparmodus, arbeiten in verschiedenen Leistungsstufen, z. B. bei einer Herdplatte eines Küchenherdes, etc..The device 100 may be designed to distinguish at least three different operating states of a power consuming device in which the power consuming device has different high power consumption rates. The means for determining the power consumption can be designed to take into account information about which of the at least three different operating states the power-consuming device is in when determining the power consumption. In other words, as already mentioned above, a power-consuming device can have more than two operating states, that is to say not only be switched on or off. Rather, other modes of operation may occur, such. B. work in a power-saving mode, work in different power levels, eg. B. in a stove top of a kitchen stove, etc.
Wie in 2 dargestellt, kann die Vorrichtung 100 eine Einrichtung 20 zum Erfassen eines Fehlzustands einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen 10a aufweisen. Die Einrichtung zum Erfassen eines Fehlerzustandes einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen kann so ausgelegt sein, um unter Verwendung von Leistungsverbrauchswerten einer bestimmten leistungsverbrauchenden Einrichtung zu zwei Zeiten also zu zwei Zeitpunkten oder in zwei Zeiträumen eine Fehlerinformation zu liefern, die einen Fehler derbestimmten leistungsverbrauchenden Einrichtungen anzeigt, wenn eine zeitliche Entwicklung der Leistungsverbrauchswerte von einer erwarteten zeitlichen Entwicklung abweicht.As in 2 shown, the device can 100 An institution 20 for detecting a fault condition of one of the power consuming devices 10a exhibit. The means for detecting an error condition of one of the power-consuming devices may be configured to provide error information indicative of an error of the particular power-consuming devices using power consumption values of a particular power-consuming device at two times, that is, at two times or in two time periods temporal evolution of the power consumption values deviates from an expected development over time.
Die Einrichtung 20 zum Erfassen des Fehlzustandes kann dabei so ausgelegt sein, um die erwartete zeitliche Entwicklung unter Verwendung der Information über einen Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen zu bestimmen. Das heißt anschaulich, dass die Einrichtung zum Erfassen eines Fehlzustandes beispielsweise beim Empfang eines Betriebszustandes einer Waschmaschine, „Waschen bei 90°C” einen höheren Leistungsverbrauch der Waschmaschine erwartet, als beim Empfang eines Betriebszustandes „Waschen bei 30°C”. Ist der gemessene bzw. erfasste Leistungsverbrauch der Waschmaschine im Betriebszustand „Waschen bei 90°C”, geringer als im Betriebszustand „Waschen bei 30°C”, so deutet dies auf eine Fehlfunktion der Waschmaschine, zum Beispiel einen defekten Heizstab hin. Die Einrichtung zum Erfassen eines Fehlzustandes kann dann eine Fehlermeldung für das betreffende Gerät, in diesem Beispiel also der Waschmaschine, ausgeben.The device 20 for detecting the fault condition may be designed to determine the expected time evolution using the information about an operating state of at least one of the power consuming devices. That is, graphically that the means for detecting a fail state, for example, when receiving an operating state of a washing machine, "washing at 90 ° C", expects a higher power consumption of the washing machine than when receiving a "washing at 30 ° C" operating state. If the measured or recorded power consumption of the washing machine in the operating state "washing at 90 ° C", lower than in the operating state "washing at 30 ° C", this indicates a malfunction of the washing machine, for example, a defective heater. The device for detecting a fault condition can then output an error message for the relevant device, in this example the washing machine.
Die Einrichtung zum Erfassen eines Fehlzustandes kann also ausgebildet sein, um für ein Gerät, welches sich zu zwei Zeiten im gleichen Betriebszustand befindet, aber veränderte Leistungsverbrauchswerte aufweist, wobei die Veränderung größer ist als ein vorbestimmter zulässiger Toleranzbereich bzw. Veränderungswert ist, einen Fehlerzustand zu melden. Überschreitet also die Veränderung bzw. Abweichung der Leistungsverbrauchswerte einen bestimmten Toleranz- bzw. Veränderungswert, so kann auf eine Fehlfunktion des leistungsverbrauchenden Gerätes geschlossen werden.The device for detecting a fault condition can thus be configured to report a fault condition for a device which is in the same operating state at two times but has changed power consumption values, the change being greater than a predetermined permissible tolerance or change value , Thus, if the change or deviation of the power consumption values exceeds a certain tolerance or change value, then a malfunction of the power-consuming device can be inferred.
Die Einrichtung 20 zum Erfassen eines Fehlzustandes kann beispielsweise auch ausgebildet sein, um für eine leistungsverbrauchende Einrichtung, die sich zu zwei Zeiten in unterschiedlichen Betriebszuständen befindet, wobei aber die Leistungsverbrauchsveränderung kleiner ist als eine zweite vorbestimmte Veränderungsgrenze, einen Fehlerzustand zu melden.The device 20 For example, to detect a miss condition may also be configured to report a fault condition for a power consuming device that is in different operating states at two times, but the power consumption change is less than a second predetermined change limit.
In 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen dargestellt. Das Verfahren weist einen Schritt des Erfassens 60 von Gesamtleistungsverbrauchswerten der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen für zumindest zwei unterschiedliche Zustandskombinationen von Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen auf. Ferner weist das Verfahren ein Senden oder Empfangen 62 einer Information über einen Betriebszustand zumindest, einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen über eine Kommunikationsverbindung auf, sowie ein Bestimmen 64 des Leistungsverbrauchs unter Verwendung der Gesamtleistungsverbrauchswerte für die zumindest zwei unterschiedlichen Zustandskombinationen und der Information über den Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen.In 5 FIG. 3 illustrates a flow chart of a method for determining power consumption of a power consuming device from a plurality of power consuming devices. The method has a step of detecting 60 of total power consumption values of the plurality of power consuming devices for at least two different state combinations of operating states of the power consuming devices. Furthermore, the method has a send or receive 62 information about an operating state of at least one of the power-consuming devices via a communication link and determining 64 of the power consumption using the total power consumption values for the at least two different ones State combinations and the information about the operating state of at least one of the power consuming devices.
Bei dem Schritt des Erfassens 60 kann es sich also um einen Schritt des Messens der Gesamtleistungsverbrauchswerte der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen handeln.At the step of grasping 60 Thus, it may be a step of measuring the total power consumption values of the plurality of power consuming devices.
Das Senden oder Empfangen 62 einer Information über die Betriebszustände der leistungsverbrauchenden Einrichtungen kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen und als ein Steuern, das heißt als ein Senden von Signalen an die leistungsverbrauchenden Einrichtungen durchgeführt werden, so dass die leistungsverbrauchenden Einrichtungen einen bestimmten Betriebszustand einnehmen. Es kann sich aber auch um ein Empfangen oder ein Senden und Empfangen handeln, bei dem die leistungsverbrauchenden Einrichtungen die Information über den Betriebszustand in dem sie sich befinden, senden und diese Information empfangen wird.Sending or receiving 62 Information about the operating states of the power-consuming devices can be wired or wireless and be performed as a control, that is as a transmission of signals to the power consuming devices, so that the power consuming devices occupy a certain operating state. However, it may also be a receiving or a sending and receiving, in which the power consuming devices send the information about the operating state in which they are located and will receive this information.
Die Bestimmung des Leistungsverbrauchs, kann, wie in Zusammenhang mit der Beschreibung zu der Vorrichtung 100 bereits erläutert wurde, mittels verschiedener Algorithmen durchgeführt werden. Beispielsweise durch das Lösen eines linearen Gleichungssystems oder auch durch Bestimmen einer Korrelation, wie z. B. einer Kreuzkorrelation zwischen den Betriebszuständen und dem Gesamtenergie- bzw. Leistungsverbrauch der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen.The determination of the power consumption may, as in connection with the description of the device 100 has already been explained, be carried out by means of various algorithms. For example, by solving a linear system of equations or by determining a correlation, such. B. a cross-correlation between the operating conditions and the total energy or power consumption of the majority of the power consuming facilities.
Das Verfahren zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs kann in einem anderen Ausführungsbeispiel so ausgeführt werden, dass das Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten für zumindest zwei unterschiedliche Zustandskombinationen, das Senden und Empfangen von Informationen über die Betriebszustände der leistungsverbrauchenden Einrichtungen und das Bestimmen des Leistungsverbrauchs kontinuierlich bzw. periodisch durchgeführt werden, so dass ein Leistungsverbrauchsprofil einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen bestimmt werden kann.In another embodiment, the method for determining a power consumption may be carried out such that the acquisition of total power consumption values for at least two different state combinations, the transmission and reception of information about the operating states of the power-consuming devices and the determination of the power consumption are carried out continuously or periodically, so that a power consumption profile of a power consuming device can be determined from the plurality of power consuming devices.
Das Verfahren zur Bestimmung eines Leistungsverbrauches kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel so durchgeführt werden, dass das Erfassen 60 von Gesamtleistungsverbrauchswerten der Mehrzahl der leistungsverbrauchenden Einrichtungen und das Bestimmen 64 des Leistungsverbrauches einer leistungsverbrauchenden Einrichtung unter Verwendung der Gesamtleistungsverbrauchswerte und der Information über einen Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen in definierten zeitlichen Abständen erfolgt.The method for determining a power consumption can be carried out in another embodiment such that the detection 60 of total power consumption values of the plurality of power consuming devices and determining 64 the power consumption of a power consuming device using the total power consumption values and the information about an operating state of at least one of the power consuming devices takes place at defined time intervals.
Weiterhin kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass das Senden oder Empfangen 62 einer Information über einen Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen so durchgeführt wird, dass das Senden und Empfangen nur bei einer Änderung des Betriebszustandes einer leistungsverbrauchenden Einrichtung durchgeführt wird.Furthermore, the method may be performed such that sending or receiving 62 information about an operating state of at least one of the power consuming devices is performed so that the sending and receiving is performed only when a change of the operating state of a power consuming device.
Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass abhängig von den Gegebenheiten das Verfahren zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen auch als Software bzw. Computerprogramm implementiert sein kann. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette, einer CD oder einer DVD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computerprogrammprodukt, mit einem auf einem maschinenauslesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt, kann die Erfindung somit als Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.In particular, it is pointed out that, depending on the circumstances, the method for determining a power consumption of a power-consuming device from a plurality of power-consuming devices can also be implemented as software or computer program. The implementation may be on a digital storage medium, in particular a floppy disk, a CD or a DVD with electronically readable control signals that can interact with a programmable computer system, that the corresponding method is performed. In general, the invention thus also consists in a computer program product, with a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method, when the computer program product runs on a computer. In other words, the invention can thus be realized as a computer program with a program code for carrying out the method when the computer program product runs on a computer.
In 6 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Systems 200 zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung, beispielsweise der leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a, aus einer Mehrzahl 10 von leistungsverbrauchenden Einrichtungen 10a, 10b dargestellt. Das System umfasst eine erste leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a, eine zweite leistungsverbrauchende Einrichtung 10b, eine Vorrichtung 100 zur Bestimmung eines Leistungsverbrauchs einer leistungsverbrauchenden Einrichtung aus einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen mit einer Einrichtung 12 zum Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten der Mehrzahl 10 der leistungsverbrauchenden Einrichtungen für zumindest zwei unterschiedliche Zustandskombinationen von Betriebszuständen der leistungsverbrauchenden Einrichtungen. Außerdem weist die Vorrichtung 100 eine Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen einer Information über einen Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen über ein Netzwerk 16 auf und eine Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs unter Verwendung der Informationen über einen Betriebszustand und der Gesamtleistungsverbrauchswerte für die zumindest zwei unterschiedlichen Zustandskombinationen. Das System 200 weist außerdem eine Leistungszuführungseinrichtung 15 auf, die zumindest mit der ersten leistungsverbrauchenden Einrichtung 10a und der zweiten leistungsverbrauchenden Einrichtung 10b gekoppelt ist, um zumindest die erste leistungsverbrauchende Einrichtung und die zweite leistungsverbrauchende Einrichtung mit Leistung zu versorgen, und ein Netzwerk 16. Das Netzwerk kann dabei so konfiguriert sein, dass eine unidirektionale oder bidirektionale Übertragung von Informationen zwischen den leistungsverbrauchenden Einrichtungen und der Einrichtung zum Senden oder Empfangen von Informationen durchgeführt werden kann.In 6 is a schematic block diagram of a system 200 for determining a power consumption of a power consuming device, such as the power consuming device 10a , of a plurality 10 from power consuming facilities 10a . 10b shown. The system includes a first power consuming device 10a , a second power-consuming device 10b , a device 100 for determining a power consumption of a power consuming device from a plurality of power consuming devices having a device 12 for detecting total power consumption values of the plurality 10 the power consuming devices for at least two different state combinations of operating states of the power consuming devices. In addition, the device 100 An institution 14 for transmitting or receiving information about an operating state of at least one of the power-consuming devices via a network 16 on and a device 18 for determining the power consumption using the operating state information and the total power consumption values for the at least two different state combinations. The system 200 also has a Power supply means 15 on, at least with the first power-consuming device 10a and the second power consuming device 10b coupled to power at least the first power-consuming device and the second power-consuming device, and a network 16 , The network can be configured so that a unidirectional or bidirectional transmission of information between the power consuming devices and the means for sending or receiving information can be performed.
Das System 200 kann eine Einrichtung zum Erfassen aufweisen, die ausgelegt ist, um eine über die Leistungszuführungseinrichtung 15 an die mit der Leistungszuführungseinrichtung 15 gekoppelten Leistungsverbrauchseinrichtungen 10a, 10b gelieferte Leistung als den Gesamtleistungsverbrauchswert zu erfassen. Das System kann eine Einrichtung zum Senden oder Empfangen einer Information aufweisen, die über das Netzwerk zumindest mit der ersten leistungsverbrauchenden Einrichtung gekoppelt ist, um für die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs 16 eine Information über den Betriebszustand der ersten leistungsverbrauchenden Einrichtung zu liefern.The system 200 may comprise means for detecting, which is designed to be a via the power supply means 15 to the with the power supply device 15 coupled power consumption devices 10a . 10b delivered power as the total power consumption value. The system may include means for transmitting or receiving information coupled over the network to at least the first power consuming device for the power consumption determining device 16 to provide information about the operating state of the first power consuming device.
Die Einrichtung 12 zum Erfassen von Gesamtleistungsverbrauchswerten kann so ausgebildet sein, dass sie die Gesamtleistungsverbrauchswerte der Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs zur Verfügung stellt, und das die Einrichtung zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs die Gesasamtleistungsverbrauchswerte und die Information über den Betriebszustand zumindest einer der leistungsverbrauchenden Einrichtungen zum Bestimmen des Leistungsverbrauchs einer bestimmten leistungsverbrauchenden Einrichtung verwendet.The device 12 for detecting total power consumption values may be arranged to provide the total power consumption values of the power consumption determining means, and the power consumption determining means is the total power consumption values and the operating status information of at least one of the power consuming means for determining the power consumption of a given one used power-consuming device.
Wie in dem Ausführungsbeispiel in 7 dargestellt, kann es sich bei dem System beispielsweise um ein Hausautomatisierungssystem handeln. In einem Gebäude oder Haushalt 300 sind verschiedene leistungsverbrauchende Geräte 10a bis 10d verteilt. Bei dem leistungsverbrauchenden Einrichtungen kann es sich beispielsweise um typische Haushaltsgeräte, wie einen Fernseher, einen Computer, eine Waschmaschine etc. handeln. Die leistungsverbrauchenden Geräte 10a bis 10d können über eine gemeinsame Leistungszuführungseinrichtung 15, in diesem Beispiel also das Stromnetz in dem Gebäude angeschlossen sein, um über diese, ihre gerade benötigte elektrische Leistung zu beziehen. Die gemeinsame Stromleitung 15 ist mit der Einrichtung 12 zum Erfassen der Gesamtleistungsverbrauchswerte, welche beispielsweise als Stromzähler ausgebildet sein kann gekoppelt. Des weiteren weist das Gebäude bzw. der Haushalt ein Hausautomatisierungsnetzwerk 16 auf, an das die jeweiligen Haushaltsgeräte 10a bis 10d angeschlossen sind, und über das die Haushaltsgeräte ihre jeweiligen Betriebszustände, in denen sie sich befinden, also z. B. Fernseher im „Stand-by-Mode”, „Waschmaschine ausgeschaltet”, „Geschirrspüler läuft im Sparprogramm”, an die Einrichtung 14 zum Senden oder Empfangen einer Information senden. Diese Information zu den Betriebszuständen der jeweiligen leistungsverbrauchenden Einrichtungen 10a bis 10d kann dann an die Einrichtung 18 zum Bestimmen des Leistungsverbrauches einer oder aller leistungsverbrauchenden Einrichtungen zusammen mit der Information über die Gesamtleistungsverbrauchswerte übertragen werden. Basierend auf diesen Informationen kann dann der Leistungsverbrauch bzw. das Leistungsverbrauchsprofil jedes einzelnen Haushaltsgerätes 10a bis 10d bestimmt werden und beispielsweise eine Optimierung des Einsatzes der Haushaltsgeräte hinsichtlich des Energieverbrauchs durchgeführt werden. Falls das Hausautomatisierungssystem, wie weiter oben beschrieben, auch eine Einrichtung bzw. einen Algorithmus zum Erfassen eines Fehlzustandes aufweist, können die Haushaltsgeräte auf eine Fehlfunktion hin überwacht werden.As in the embodiment in 7 For example, the system may be a home automation system. In a building or household 300 are different power consuming devices 10a to 10d distributed. The power-consuming devices may be, for example, typical household appliances such as a television, a computer, a washing machine, etc. The power consuming devices 10a to 10d can have a common power supply device 15 that is, in this example, the power grid is connected to the building in order to get its electrical power just needed. The common power line 15 is with the device 12 for detecting the total power consumption values, which may be designed, for example, as an electricity meter coupled. Furthermore, the building or the household has a home automation network 16 on, to which the respective household appliances 10a to 10d are connected and over which the household appliances their respective operating conditions in which they are located, so z. B. TV in the "stand-by mode", "washing machine off", "dishwasher is running in austerity program", to the device 14 to send or receive information. This information about the operating states of the respective power consuming devices 10a to 10d can then contact the facility 18 for determining the power consumption of one or all of the power consuming devices, together with the information about the total power consumption values. Based on this information can then be the power consumption or power consumption profile of each household appliance 10a to 10d be determined and carried out, for example, an optimization of the use of household appliances in terms of energy consumption. If the home automation system, as described above, also has a device or algorithm for detecting a false state, the household appliances can be monitored for a malfunction.
Ausführungsbeispiele, wie sie oben beschrieben wurden, zeigen, dass der komplette Energieverbrauch bzw. Leistungsverbrauch einer Mehrzahl von leistungsverbrauchenden Einrichtungen erfasst werden kann und dass ein detailliertes Geräte- bzw. einrichtungsspezifisches Leistungsprofil erstellt werden kann. Das Erfassen bzw. Monitoren des Gesamtleistungsverbrauchs, des gerätespezifischen Leistungsverbrauchs, des im Ruhezustand (Stand-by) befindlichen Gerätes und die Überwachung eines Restleistungsverbrauchs, der sich beispielsweise durch unbekannte Leistungsverbraucher ergeben kann, ermöglicht eine bessere Übersicht für den Anwender, so dass er oder sie beispielsweise einen Haushalt in einer umweltfreundlicheren, also energiebewussteren Art und Weise führen kann. Einer der Vorteile, welcher bei manchen Ausführungsbeispielen erzielt werden kann, besteht darin, dass der Anwender direkt die Elektrizitäts- bzw. Stromkosten von jedem Gerät bzw. von jeder leistungsverbrauchenden Einrichtung feststellen kann. Durch einen Vergleich mit früheren Verbrauchswerten kann der Anwender beispielsweise herausfinden, dass er mehr Strom verbraucht als während eines vorhergehenden Monats. Außerdem kann eine ausgewogene und energiesparende Benutzung von Geräten verbessert werden. Ein weiterer Aspekt ist die Möglichkeit der Kostenreduzierung für einen Anwender durch eine Überwachung des Stand-by-Leistungsverbrauches von Geräten. Beispielsweise kann der Anwender durch eine Analyse des Stand-by-Energieverbrauches von selten genutzten Geräten bzw. Einrichtungen entscheiden, ob er diese vom Leistungsversorgungsnetz nimmt, also „aussteckt” oder durch energieeffizientere Geräte ersetzt. Außerdem können leistungsverbrauchende Geräte erkannt werden, von denen der Anwender sich nicht bewusst ist, dass sie augenblicklich am Stromnetz angeschlossen sind und Energie bzw. Leistung verbrauchen. In solchen Fällen kann einem Anwender die erfindungsgemäße Vorrichtung helfen die entsprechenden Geräte zu identifizieren und abzuschalten, falls die Geräte momentan nicht benötigt werden.Embodiments as described above show that the complete power consumption of a plurality of power consuming devices can be detected and that a detailed device specific power profile can be established. Detecting the overall power consumption, the device-specific power consumption, the idle state (standby) device, and monitoring residual power consumption, which may result, for example, from unknown power consumers, provides a better overview for the user such that he or she For example, you can run a household in a more environmentally friendly, energy-conscious way. One of the advantages that can be achieved in some embodiments is that the user can directly determine the electricity cost of each device or each power consuming device. For example, by comparing it to previous consumption values, users can find that they consume more power than they did during a previous month. In addition, a balanced and energy-saving use of devices can be improved. Another aspect is the possibility of cost reduction for a user by monitoring the standby power consumption of devices. For example, by analyzing the standby power consumption of infrequently used devices or devices, the user can decide whether to take them from the power supply network, ie to "hide" them or replace them with more energy-efficient devices. In addition, power-consuming devices can be detected that the user is unaware that they are currently connected to the power grid and consume energy or power. In such cases, the user of the device according to the invention can help to identify and switch off the corresponding devices if the devices are not currently needed.
Die Optimierung von vernetzten Infrastrukturen, beispielsweise die Konfigurierung eines vernetzen Hauses bzw. Haushalts kann immer noch eine große Herausforderung darstellen. Ein komplettes energieeffizientes Setup zu planen ist kaum möglich, da das Verhaltensmuster eines Anwenders gegenwärtig nicht in Betracht gezogen wird. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die Information über das Leistungs- bzw. Energieverbrauchsprofils von installierten Geräten zur Verfügung gestellt werden, weshalb es möglich ist, dem Anwender Hinweise, über die Möglichkeit einer Rekonfiguration gewisser energiesparender Setups bzw. Zustandskombinationen der Geräte zu geben. Beispielsweise kann so die Beschaltung von Lampen durch Bewegungsmelder optimiert werden. Während der Lebenszeit eines Gerätes kann sich das Leistungsverbrauchsprofil ändern und dies durch Erfassen des betreffenden Leistungsverbrauchsprofils monitort bzw. überwacht werden. Die Änderung des Verbrauchsprofils ist meistens durch Fehler, Fehlbedienung oder nur durch das Alter des Geräts bedingt. Eine Überwachung des Verbrauchsprofils durch Aufnahme eines Leistungsverbrauchsprofils für jedes Haushaltsgerät ermöglicht es dem Anwender solche Änderungen zu identifizieren und entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Aufgrund der Erfassung des Gesamtleistungsverbrauchs für einen ganzen Haushalt ist die Vorrichtung bzw. das System in der Lage den Zustand bzw. Betriebszustand bzw. den Programmzustand, in dem sich jedes Gerät befindet, festzustellen. Dies kann beispielsweise hilfreich sein, um beim Verlassen eines Gebäudes oder Hauses zu erkennen, ob beispielsweise gefährliche Geräte, wie ein Bügeleisen oder ein Ofen noch eingeschaltet sind. Das grundlegende Prinzip beruht auf der Benutzung unterschiedlicher Setups bzw. Zustandskombinationen um das Leistungsverbrauchsprofil der verschiedenen Leistungsverbrauchseinrichtungen abzuschätzen oder zu berechnen.Optimizing networked infrastructures, such as configuring a networked home or household, can still be challenging. It is hardly possible to plan a complete energy-efficient setup because the behavioral pattern of a user is currently not considered. By means of the device according to the invention, the information about the power or energy consumption profile of installed devices can be made available, which is why it is possible to provide the user with information about the possibility of reconfiguring certain energy-saving setups or state combinations of the devices. For example, the wiring of lamps can be optimized by motion detectors. During the lifetime of a device, the power consumption profile may change and be monitored by capturing the respective power consumption profile. Changing the consumption profile is usually caused by errors, incorrect operation or only by the age of the device. Monitoring the consumption profile by including a power consumption profile for each home appliance allows the user to identify such changes and take appropriate countermeasures. Due to the detection of the total power consumption for an entire household, the device or the system is able to determine the state or the program state in which each device is located. This can be useful, for example, to detect when leaving a building or house, for example, whether dangerous equipment, such as an iron or a stove are still turned on. The basic principle is based on the use of different setups or state combinations to estimate or calculate the power consumption profile of the various power consuming devices.
In Ausführungsbeispielen zur vorliegenden Erfindung kann die Methode zur Erfassung eines Leistungsverbrauchsprofils eines Gerätes aus den Gesamtleistungsverbrauchswerten und den Informationen zu den Betriebszuständen beispielsweise innerhalb eines vernetzten Haushalts durchgeführt werden.In embodiments of the present invention, the method for detecting a power consumption profile of a device may be performed from the total power consumption values and the operating state information, for example, within a networked household.
Die Vorrichtung bzw. das Verfahren kann beispielsweise statistische Abschätzungen der Leistungsverbrauchsprofile oder berechnete Annäherungen, welche verfeinert werden können, je mehr Zustandskombinationen der angeschlossenen leistungsverbrauchenden Einrichtungen erfasst werden, erstellen. Durch den Gebrauch von statistischen Methoden, wie z. B. der Standardabweichung, oder der Mittelwertbildung können z. B. ausreichend gute Resultate für die Berechnung der monatlichen Kosten erzielt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Erfassen von Daten zum Gesamtleistungsverbrauch des Haushalts, wobei die Zeit und die Leistungsauflösung der zur Verfügung gestellten Daten die Qualität und die Genauigkeit der berechneten bzw. abgeschätzten Leistungsverbrauchsprofile der Geräte bestimmt. Eine vernetzte Gebäudeinfrastruktur kann dazu benutzt werden, die Schaltzeiten der verschiedenen Geräte zu erfassen. Die Information über bestimmte Betriebsmodi eines Gerätes, z. B. eines Geschirrspülers oder einer Waschmaschine kann ebenfalls benötigt werden und kann deshalb auch zur Verfügung gestellt werden.For example, the apparatus or method may generate statistical estimates of the power consumption profiles or calculated approximations that may be refined as more state combinations of the connected power consuming devices are detected. Through the use of statistical methods, such as. B. the standard deviation, or the averaging can z. B. sufficiently good results for the calculation of the monthly costs can be achieved. The inventive device or the method according to the invention comprises the acquisition of data on the total power consumption of the household, the time and the power resolution of the data provided determining the quality and the accuracy of the calculated or estimated power consumption profiles of the devices. A networked building infrastructure can be used to capture the switching times of the various devices. The information about certain operating modes of a device, eg. B. a dishwasher or a washing machine can also be needed and therefore can be made available.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass obwohl in den oben aufgeführten Ausführungsbeispielen häufig auf Haushaltsgeräte und einen vernetzten Haushalt Bezug, genommen wurde, die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch bei anderen Vorrichtungen und Systemen, wie beispielsweise in einem Auto, einem Computersystem, in einer Maschine oder in einer anderen technischen leistungsverbrauchenden Anlage eingesetzt werden kann.It should be noted that while the above-referenced embodiments have frequently referred to home appliances and a networked home, the present invention will of course be applied to other devices and systems, such as in a car, computer system, machine, or machine another technical power consuming plant can be used.
Beispielsweise ist es denkbar, dass der Energieverbrauch verschiedener Komponenten bzw. Einrichtungen eines Computers, wie z. B. einer Festplatte, der Hauptplatine und eines DVD-Laufwerks mit Hilfe obiger Methode überwacht wird. Die oben aufgeführten Ausführungsbeispiele sind daher nicht als Einschränkung zu betrachten, sondern dienen zur exemplarischen Anschauung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, des erfindungsgemäßen Verfahrens und des entsprechenden erfindungsgemäßen Systems.For example, it is conceivable that the power consumption of various components or devices of a computer, such. For example, a hard disk, the motherboard, and a DVD drive are monitored using the above method. The above-mentioned embodiments are therefore not to be considered as limiting, but serve to exemplify the inventive apparatus, the method according to the invention and the corresponding system according to the invention.
