FR2999034A1

FR2999034A1 - Method for analyzing electric consumption of set of equipment on same electrical supply network, involves calculating power consumption curve from variation of parameter of instantaneous power consumption signals assigned to each equipment

Info

Publication number: FR2999034A1
Application number: FR1261592A
Authority: FR
Inventors: Dorian Tourin-Lebret
Original assignee: SMART IMPULSE
Current assignee: SMART IMPULSE
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-06
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: FR2999034B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé d'analyse de la consommation électrique d'un ensemble d'équipements d'usages différents sur un même réseau électrique, consistant à acquérir des signaux de puissance instantanée consommée pour affecter à chaque type d'équipement la puissance consommée, caractérisé en ce que l'on calcule une courbe représentative à partir de la variation dans le temps d'au moins un paramètre desdits signaux de puissance instantanée, pour l'affecter à une nature d'équipement.The present invention relates to a method for analyzing the electrical consumption of a set of equipment for different uses on the same electrical network, consisting in acquiring instantaneous power signals consumed to assign to each type of equipment the power consumed. characterized in that a representative curve is calculated from the variation in time of at least one parameter of said instantaneous power signals, to assign it to an equipment nature.

Description

- 1 - Procédé de séparation de la consommation d'électricité d'une pluralité d'équipements électriques de même nature. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine de l'analyse de la consommation électrique d'un site résidentiel, tertiaire ou industriel non intrusive, c'est-à-dire ne nécessitant pas la mise en place de capteurs associés à chacun des équipements à superviser. Cette analyse permet notamment d'identifier les principaux leviers d'économie d'énergie. On connaît dans l'état de la technique des algorithmes capables de décomposer le signal caractéristique de la consommation électrique d'un bâtiment et ainsi déterminer la proportion relative de chaque type d'équipement parmi la consommation totale, avec un seul point de mesure. Cette technologie permet d'obtenir une décomposition basée sur des signatures, assimilées à des vecteurs caractéristiques, dépendant de la constitution électrique des appareils : association de résistances, inductances, capacités, éléments non linéaires, etc. Il est ainsi possible de connaître la répartition entre des moteurs de différents types, des alimentations à découpage, des résistances chauffantes, etc. Mais chacune de ces catégories peut rassembler des équipements de même nature électrique mais destinés à des usages très différents. Par exemple, un appareil « résistif », c'est-à-dire composé d'une simple résistance ohmique, peut très bien servir dans un convecteur individuel, un chauffe-eau, une CTA, en traçage électrique voire dans de l'éclairage halogène. Il convient donc d'utiliser une méthode basée sur d'autres paramètres que la constitution électrique pour différencier les différents usages d'un même type d'équipement. - 2 - Par ailleurs, un appareil complexe peut être constitué de plusieurs organes fonctionnant de manière indépendante. C'est le cas, par exemple, d'un ventiloconvecteur 2 fils 2 tubes, dont la ventilation est quasi- indépendante des résistances chauffantes. Il est utile de regrouper ces deux organes en un seul et unique équipement, en associant les variations synchronisées de plusieurs charges de nature différente. Terminologie On entend, au sens du présent brevet, par « composant » l'association d'éléments électriques définie par une signature unique. On entend, au sens du présent brevet, par « appareil » un composant doté d'un mode de régulation donné On entend, au sens du présent brevet, par « équipement » l'association d'appareils fonctionnant de manière corrélée. On entend, au sens du présent brevet, par «usage » la manière d'utiliser, de se servir d'un équipement donné.- 1 - A method of separating the electricity consumption of a plurality of electrical equipment of the same nature. Field of the Invention The present invention relates to the field of the analysis of the electrical consumption of a non-intrusive residential, tertiary or industrial site, that is to say not requiring the installation of sensors associated with each one. equipment to supervise. This analysis makes it possible to identify the main levers of energy saving. In the prior art are known algorithms capable of breaking down the signal characteristic of the electrical consumption of a building and thus determine the relative proportion of each type of equipment among the total consumption, with a single point of measurement. This technology makes it possible to obtain a decomposition based on signatures, assimilated to characteristic vectors, depending on the electrical constitution of the devices: association of resistors, inductances, capacitors, non-linear elements, etc. It is thus possible to know the distribution between motors of different types, switching power supplies, heating resistors, etc. But each of these categories can bring together equipment of the same electrical nature but intended for very different uses. For example, a "resistive" device, that is to say composed of a simple resistance ohmic, can very well be used in an individual convector, a water heater, a CTA, in electrical tracing or in lighting halogen. It is therefore appropriate to use a method based on other parameters than the electrical constitution to differentiate the different uses of the same type of equipment. In addition, a complex apparatus may consist of several independently operating members. This is the case, for example, a 2-wire fan coil 2 tubes, whose ventilation is virtually independent of the heating resistors. It is useful to group these two organs into a single piece of equipment, by combining the synchronized variations of several charges of different nature. Terminology For the purposes of this patent, "component" means the combination of electrical elements defined by a single signature. For the purposes of this patent, the term "apparatus" means a component having a given mode of regulation. For the purposes of this patent, "equipment" means the combination of devices operating in a correlated manner. For the purposes of this patent, the term "use" is intended to mean the manner of using and using a given equipment.

Un dispositif est utilisé pour mesurer la consommation électrique d'une pluralité d'appareils de même nature, c'est-à-dire constitués d'une même association de composants électriques, si bien qu'il n'est pas possible de les distinguer par analyse des perturbations caractéristiques qu'ils émettent sur le réseau. L'objet de l'invention est de définir un procédé permettant de décomposer cette consommation électrique globale en fonction des modes de régulation de chacun des appareils, même si ces derniers ont une signature électrique identique.A device is used to measure the power consumption of a plurality of devices of the same nature, that is to say constituted by the same combination of electrical components, so that it is not possible to distinguish them. by analyzing the characteristic disturbances that they emit on the network. The object of the invention is to define a method for decomposing this overall power consumption according to the control modes of each of the devices, even if the latter have an identical electrical signature.

Une fois connue la consommation électrique d'un composant donné, défini par la manière dont ses constituants électriques interne sont associés entre eux, une série de filtres temporels est appliquée aux données de telle sorte que d'une part, les différents modes de régulation soient - 3 - différenciés, et d'autre part, les composants de natures différentes mais synchronisés soient associés. Dans un premier cas, les courbes de charge de chaque composant sont enregistrées sur une durée minimale 5 permettant de distinguer les différents modes de régulation : fonctionnement en tout-ou-rien, variations lentes ou régulation par petites variations. Puis un algorithme parcourt ce signal temporel pour le décomposer en une somme de plusieurs courbes, chacune caractéristique d'un mode de 10 régulation, en tentant de positionner en chaque point de la courbe et de manière itérative des paliers de largeur décroissante. Ces paliers sont ensuite prolongés de part et d'autre jusqu'à se confondre avec la courbe de charge originelle. Chaque palier est enfin associé à une fréquence 15 typique de régulation, fonction de sa largeur minimale. Le résidu est considéré comme la partie la plus variante du signal. Dans un second cas, les courbes de charge de chaque appareil sont comparées les unes aux autres pour en extraire 20 les corrélations liées à chacune de leurs variations en amplitude. Pour une variation Ax de l'appareil X à l'instant t, on recherche l'ensemble des appareils Yi dont les variations Ay à l'instant t sont non négligeables. La famille {X,Y1,...,Yn} devient un nouvel équipement si ce regroupement 25 est observé de manière régulière. Art antérieur L'invention proposée s'attache à étudier la série 30 temporelle des données de consommation d'une famille de consommateurs de même nature mais dont plusieurs membres se distinguent par des modes de régulation différents. On connaît un certain nombre de procédés capables de décomposer la courbe de charge représentant la consommation - 4 - électrique totale d'un bâtiment en se basant sur l'observation des phénomènes transitoires créés par les démarrages, arrêts et changement de puissance des appareils électriques. Ces procédés sont peu précis pour ce qui concerne les bâtiments de grande taille ou pour les consommations constantes. La demande de brevet W02010106253 concerne un procédé d'analyse de la consommation électrique d'une pluralité d'appareils électriques fonctionnant sur un site de consommation, par filtrage d'une courbe de charge représentant la consommation électrique desdits appareils en fonction du temps, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - préalablement au filtrage proprement dit de la courbe de charge : - enregistrer et numériser la courbe de charge, de 15 façon à obtenir une courbe de charge numérisée par périodes de temps; - définir un ensemble de classes d'appareils, chaque classe étant définie par des cycles similaires de variation de puissance en fonction du temps; 20 - définir pour chaque classe d'appareils, un algorithme de filtrage de la courbe de charge dédié à ladite classe d'appareils, ledit algorithme étant apte à extraire des cycles de variation de puissance de la courbe de charge numérisée, et à l'allouer à ladite classe d'appareils; 25 - puis pendant le filtrage proprement dit de la courbe de charge numérisée, utiliser successivement les algorithmes de filtrage dédiés à chaque classe d'appareils, pour identifier et regrouper à partir de la courbe de charge numérisée, les cycles de variations de puissance consommée par 30 les appareils électriques. Ce document de l'art antérieur répartit différents appareils en observant la séquence de variations de puissance (positive ou négative). - 5 - La demande de brevet américain US20120101653 décrit un système pour réduire la consommation d'énergie comprenant un ou plusieurs compteurs de services publics. Ces compteurs réalisent une capture des données de charge d'énergie sur au 5 moins une base. Un équipement couplé à un ou plusieurs des compteurs électriques permet de ventiler la consommation d'énergie pour une ou plusieurs appareils prédéterminés sur la base des signatures électriques de chacun des appareils prédéterminés. Un module de messagerie aide les utilisateurs à 10 réduire la consommation d'énergie. Cette solution répartit différents appareils en observant la séquence de variations de puissance (positive ou négative, de telle amplitude) La demande de brevet W0/2012/038858 concerne un 15 appareil de désagrégation pour l'identification d'un appareil électrique dans un réseau électrique comprenant de multiples appareils électriques. Un voltmètre mesure une première différence de la tension du secteur (V) fournie aux appareils électriques du réseau électrique pendant le changement d'un 20 état de fonctionnement d'un appareil électrique, et une seconde différence de la tension du secteur pendant qu'une charge commutable est commutée. Une unité de d'identification d'appareil l'état de 25 différence différence résistance électrique détection électrique identifie l'appareil électrique dont fonctionnement a changé sur la base de la première mesurée de la tension du secteur, de la seconde mesurée de la tension du secteur et de la de la charge commutable. Ainsi, un appareil peut être identifié sans avoir recours à la des fluctuations de commutation à des intervalles 30 très brefs, c'est-à-dire sans qu'il soit nécessaire de procéder à une surveillance continue à des cadences d'échantillonnage élevées. Ceci permet de réduire les efforts techniques nécessaires pour l'exécution de la fonction de désagrégation par l'appareil de désagrégation. - 6 - Ce document présente une solution pour répartir différents appareils en observant les variations de tension à chaque démarrage ou arrêt d'un appareil, ce qui permet de déterminer son impédance.Once the electrical consumption of a given component, defined by the way in which its internal electrical constituents are associated with each other, is known, a series of time filters is applied to the data so that, on the one hand, the different modes of regulation are - 3 - differentiated, and on the other hand, the components of different natures but synchronized are associated. In a first case, the load curves of each component are recorded over a minimum period of time making it possible to distinguish the different modes of regulation: on-off operation, slow variations or regulation by small variations. Then an algorithm traverses this time signal to break it up into a sum of several curves, each characteristic of a control mode, attempting to position at each point of the curve and iteratively decreasing steps of decreasing width. These bearings are then extended on both sides to merge with the original load curve. Each step is finally associated with a typical frequency of regulation, depending on its minimum width. The residue is considered the most variant part of the signal. In a second case, the load curves of each device are compared with each other to extract 20 correlations related to each of their amplitude variations. For a variation Ax of the apparatus X at time t, one looks for the set of apparatus Yi whose variations Ay at time t are not negligible. The family {X, Y1, ..., Yn} becomes new equipment if this grouping is observed regularly. PRIOR ART The proposed invention sets out to study the time series of consumption data of a family of consumers of the same nature but whose several members are distinguished by different modes of regulation. A number of methods are known which can decompose the load curve representing the total electrical consumption of a building based on the observation of transient phenomena created by starting, stopping and power switching of electrical appliances. These processes are not very precise for large buildings or for constant consumption. The patent application WO2010106253 relates to a method for analyzing the electrical consumption of a plurality of electrical appliances operating at a consumption site, by filtering a load curve representing the electrical consumption of said appliances as a function of time, characterized in that it comprises the following steps: - prior to the actual filtering of the load curve: - recording and digitizing the load curve, so as to obtain a digitized load curve per periods of time; define a set of device classes, each class being defined by similar cycles of power variation as a function of time; Defining for each class of apparatus, an algorithm for filtering the charge curve dedicated to said class of apparatus, said algorithm being able to extract cycles of power variation from the digitized charge curve, and to allocate to said class of apparatus; And then during the actual filtering of the digitized load curve, successively use the filtering algorithms dedicated to each class of apparatus, to identify and group together from the digitized load curve, the cycles of power variations consumed by 30 electrical appliances. This document of the prior art distributes different devices by observing the sequence of power variations (positive or negative). US patent application US20120101653 discloses a system for reducing power consumption comprising one or more utility meters. These counters capture energy load data on at least one base. Equipment coupled to one or more of the electric meters enables the energy consumption to be ventilated for one or more predetermined apparatuses on the basis of the electrical signatures of each of the predetermined apparatuses. An email module helps users to reduce power consumption. This solution distributes different devices by observing the sequence of power variations (positive or negative, of such amplitude). The patent application WO / 2012/038858 relates to a disintegration apparatus for the identification of an electrical apparatus in an electrical network. comprising multiple electrical devices. A voltmeter measures a first difference in the mains voltage (V) supplied to the electrical apparatus of the electrical network during the change of an operating state of an electrical appliance, and a second difference in the mains voltage while a switchable load is switched. A device identification unit the difference state difference electrical resistance electrical detection identifies the electrical apparatus whose operation has changed on the basis of the first measured of the mains voltage, the second measured of the voltage of the sector and the switchable charge. Thus, an apparatus can be identified without resorting to switching fluctuations at very short intervals, i.e. without the need for continuous monitoring at high sampling rates. This makes it possible to reduce the technical efforts necessary for the performance of the disintegration function by the disintegration apparatus. - 6 - This document presents a solution for distributing different devices by observing the voltage variations at each start or stop of a device, which makes it possible to determine its impedance.

La demande de brevet W0/2011/116186 concerne des systèmes permettant d'analyser des données de consommation approximative de ressources pour déterminer la consommation de ressources de dispositifs individuels. Dans certains modes de réalisation, les procédés et systèmes consistent à : obtenir des premières données qui comprennent une série chronologique d'une consommation approximative de ressources pour un emplacement; utiliser des techniques de séparation aveugle de signaux, identifier les évènements sous tension et hors tension dans les premières données, lesdits évènements étant provoqués en mettant les dispositifs particuliers de l'emplacement sous tension et hors tension durant la série chronologique, et chacun des évènements reflétant une signature de consommation électrique pour chacun des dispositifs particuliers; associer chacun des évènements à un 20 dispositif connu, le dispositif connu étant sensiblement similaire à un des dispositifs particuliers de l'emplacement; et déterminer une partie de la consommation approximative de ressources consommée par chacun des dispositifs particuliers. Le principe est de répartir différents appareils 25 sur la base d'événements. La demande de brevet W02012103485 concerne des procédés et des systèmes d'identification de signaux. Dans certains exemples, le procédé et/ou le système permettent à des appareils d'être associés à leur consommation 30 d'électricité. Dans un exemple, un procédé destiné à déterminer si une charge est dans un état stable ou en transition consiste à analyser une série chronologique de mesures de puissance ou de courant électrique sur au moins un circuit, au moins une charge étant couplée à au moins un - 7 - circuit; et à déterminer si la charge est dans un état stable ou en transition. L'invention concerne également un procédé d'identification d'appareil. Elle concerne en outre un procédé de mappage d'appareils non marqués qui utilise une table STEC qui résume les liens entre les transitions et les grappes d'état d'équilibre. La répartition des différents appareils est réalisée sur la base d'événements La demande de brevet W0201282802 concerne l'identification et la localisation d'appareils électriques principaux au moyen de données de courant agrégées obtenues au niveau du disjoncteur principal d'une résidence ou d'un établissement commercial. Des variations soudaines et des sautes de courant caractérisent les appareils. Ces caractéristiques sont identifiées et le temps d'utilisation et les statistiques de durée sont pris en considération pour mettre en correspondance une séquence observée de variations de courant avec les appareils allumés et éteints. L'usage en fonction du temps des appareils et leur consommation de courant sont alors reconstruits.Patent Application WO / 2011/116186 relates to systems for analyzing approximate resource consumption data to determine the resource consumption of individual devices. In some embodiments, the methods and systems include: obtaining first data that includes a time series of approximate resource consumption for a location; use blind signal separation techniques, identify live and de-energized events in the first data, said events being caused by putting the particular devices of the location on and off during the time series, and each of the events reflecting an electrical consumption signature for each of the particular devices; associating each of the events with a known device, the known device being substantially similar to one of the particular devices of the location; and determine a portion of the approximate consumption of resources consumed by each of the particular devices. The principle is to distribute different devices on the basis of events. The patent application WO2012103485 relates to methods and systems for signal identification. In some examples, the method and / or system allows devices to be associated with their power consumption. In one example, a method for determining whether a load is in a stable state or in a transition state is to analyze a time series of measurements of power or electric current on at least one circuit, at least one load being coupled to at least one - 7 - circuit; and determining whether the load is in a stable state or in transition. The invention also relates to a device identification method. It also relates to a method of mapping unmarked devices that uses a STEC table that summarizes the links between transitions and equilibrium state clusters. The distribution of the different devices is carried out on the basis of events. The patent application WO201282802 relates to the identification and location of main electrical appliances by means of aggregated current data obtained at the main circuit breaker of a residence or building. a commercial establishment. Sudden variations and current surges characterize the devices. These characteristics are identified and the usage time and duration statistics are taken into account to match an observed sequence of current variations with the on and off devices. The use as a function of time of the devices and their power consumption are then reconstructed.

La répartition des différents appareils s'effectue en fonction des variations de puissance ou des surges (pics), mais la demande susvisée ne précise pas comment sont détectés ces pics.The distribution of the different devices is based on power variations or surges (peaks), but the aforementioned demand does not specify how are detected these peaks.

Inconvénients de l'art antérieur Au-delà de la détermination des types d'équipement responsables d'une part de la consommation électrique, il est souvent difficile d'étudier avec précision l'usage qui en est fait, bien qu'il influe directement sur la manière dont est appelée l'énergie sur le réseau. On cherche donc un procédé permettant de décomposer la courbe de charge d'un composant donné pour séparer les équipements qui l'emploient de manière différente. - 8 - Les procédés de lissage de séries temporelles classiques (moyenne glissante, ondelettes, régression polynomiale) modifient les signaux et mènent à une perte d'information. En effet, les variations de la courbe de 5 consommation électriques résultent de démarrages ou d'arrêts d'équipements, le plus souvent selon des pentes raides. Riches en informations, ces transitoires sont masqués par les moyennes glissantes ou les régressions polynomiales. Il existe par ailleurs des formes d'ondelettes adaptées à chaque type de 10 signal, mais les combinaisons obtenues ne peuvent en aucun cas retranscrire fidèlement les sous-courbes individuelles, à moins de décupler le nombre de sous-niveaux. Solution apportée par l'invention 15 La présente invention concerne selon son acception la plus générale un procédé d'analyse de la consommation électrique d'un ensemble d'équipements d'usages différents sur un même réseau électrique, consistant à acquérir des signaux 20 de puissance instantanée consommée pour affecter à chaque type d'équipement la puissance consommée, caractérisé en ce que l'on calcule une courbe représentative à partir de la variation dans le temps d'au moins un paramètre desdits signaux de puissance instantanée, pour l'affecter à une nature 25 d'équipement. Selon une première variante, ledit paramètre est constitué par le minimum glissant. Selon une deuxième variante, ledit paramètre est constitué par l'amplitude des variations instantanées de 30 puissance. Selon une troisième variante, ledit paramètre est constitué par la différence entre l'amplitude desdits signaux de puissance instantanée d'une part, et la somme du minimum - 9 - glissant et des courbes représentatives calculées en fonction de l'amplitude des variations instantanées de puissance. Avantageusement, on procède à une étape complémentaire de détection des variations synchrones, et d'association desdites variations synchrones à un équipement particulier. Selon une variante, le minimum glissant est paramétré par la largeur de l'intervalle glissant sur lequel il est calculé, ce paramètre étant dépendant de la nature de la régulation des différentes charges électriques que l'on cherche à distinguer. Selon une autre variante, le minimum glissant est 15 précédé d'un fenêtrage qui affecte une fonction de pondération aux valeurs de l'intervalle sur lequel il est appliqué. Description détaillée d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention 20 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant à un exemple non limitatif de réalisation où : - la figure 1 représente le schéma de traitement de 25 l'étape de dissociation - la figure 2 représente le schéma de traitement de l'étape de regroupement - la figure 3 représente les exemples de courbes observées 30 La présente invention vise, d'une part, à décomposer la courbe de charge représentant la consommation électrique d'une pluralité de composants électriques de même nature mais d'usages différents (résistance pure, alimentation à découpage, moteur asynchrone, etc.) en fonction de leur mode - 10 - de régulation et, d'autre part, à combiner les courbes de charges représentant la consommation électrique d'une pluralité d'appareils faisant partie d'une même équipement (machine à laver).Disadvantages of the prior art Beyond the determination of the types of equipment responsible on the one hand for the consumption of electricity, it is often difficult to study with precision the use that is made of it, although it directly influences on how is called energy on the network. We therefore seek a method for breaking down the load curve of a given component to separate the equipment that uses it in a different way. The smoothing methods of conventional time series (sliding average, wavelets, polynomial regression) modify the signals and lead to a loss of information. Indeed, the variations in the electrical consumption curve result from starting or stopping equipment, most often on steep slopes. Rich in information, these transients are masked by sliding averages or polynomial regressions. There are also wavelet forms adapted to each type of signal, but the combinations obtained can in no way faithfully transcribe the individual sub-curves unless the number of sub-levels is increased tenfold. Solution Provided by the Invention The present invention relates, in its most general sense, to a method of analyzing the electrical consumption of a set of equipment of different uses on the same electrical network, consisting in acquiring signals of instantaneous power consumed for assigning to each type of equipment the power consumed, characterized in that a representative curve is calculated from the variation in time of at least one parameter of said instantaneous power signals, to affect it to a nature of equipment. According to a first variant, said parameter is constituted by the sliding minimum. According to a second variant, said parameter is constituted by the amplitude of the instantaneous variations of power. According to a third variant, said parameter is constituted by the difference between the amplitude of said instantaneous power signals on the one hand, and the sum of the sliding minimum and representative curves calculated as a function of the amplitude of the instantaneous variations of power. Advantageously, there is carried out a complementary step of detecting synchronous variations, and associating said synchronous variations with a particular piece of equipment. According to one variant, the sliding minimum is parameterized by the width of the sliding interval on which it is calculated, this parameter being dependent on the nature of the regulation of the different electrical charges that are to be distinguished. According to another variant, the sliding minimum is preceded by a windowing which assigns a weighting function to the values of the interval on which it is applied. DETAILED DESCRIPTION OF A NON-LIMITATIVE EMBODIMENT OF THE INVENTION The present invention will be better understood on reading the description which follows, referring to a nonlimiting exemplary embodiment in which: FIG. 1 represents the treatment diagram of the dissociation step - FIG. 2 represents the processing scheme of the regrouping step - FIG. 3 represents the examples of observed curves The present invention aims, on the one hand, to decompose the load curve representing the electrical consumption of a plurality of electrical components of the same nature but different uses (pure resistance, switching power supply, asynchronous motor, etc.) according to their mode of regulation and secondly to combining the load curves representing the power consumption of a plurality of devices forming part of the same equipment (washing machine).

De manière générale, la présente invention suppose un dispositif électronique de mesure de la consommation électrique d'un ensemble de familles de composants, de telle sorte que l'on connaisse, à chaque instant, la consommation électrique de chaque type de composant. Ce dispositif est composé, a minima, d'un ou plusieurs capteurs de courant permettant de mesurer la valeur efficace du courant cheminant dans le ou les câbles électriques alimentant l'installation. Dans un premier mode de réalisation, ledit dispositif mesure le courant consommé par chaque composant ou ensemble homogène de composants identiques grâce à des capteurs de courant positionnés en amont et au plus près du composant mesuré. Dans un second mode de réalisation, ledit dispositif embarque également un capteur de tension connecté au fil de neutre et aux fils de phase du réseau électrique instrumenté et donne une image précise de la puissance instantanée transitant au point observé par multiplication des grandeur tension et intensité sur une période du signal. Dans un autre mode de réalisation, ledit dispositif embarque également un système de traitement numérique dédié à l'analyse de l'évolution temporelle des perturbations des signaux de tension et de courant afin de déterminer une répartition de la consommation par type de composant électrique, à partir d'un seul point de mesure situé en amont de l'installation. Dans un premier cas, considérons une série temporelle de n points, chaque point ayant pour la valeur la puissance électrique instantanée à l'instant t ou bien la quantité d'énergie électrique consommée entre l'instant t-1 et l'instant t par un composant électrique d'un type donné. Il s'agit de la courbe de charge du composant considéré. Le but recherché ici est de décomposer cette courbe de charge primaire en autant de courbes de charge secondaires qu'il existe de modes de régulation au composant concerné. En effet, bien qu'identiques sur le plan électrique, plusieurs appareils peuvent consommer l'énergie électrique de manière différente, comme en atteste la figure 3. Ils sont alors régulés différemment, par exemple en tout-ou-rien, par paliers, etc., à différentes fréquences. Afin de préserver l'information contenue dans les fronts de variation de la courbe de charge, nous procédons de manière itérative et non destructive. Il s'agit de rechercher puis de soustraire à la courbe de charge primaire des courbes de charge secondaires caractérisées par des durées de référence, assimilées à des fréquences caractéristiques de variation. D'abord, la courbe de charge primaire est parcourue et une première courbe de charge secondaire, définie comme courbe de charge basse fréquence, est construite en affectant à chaque point n la valeur correspondant au minimum glissant de la courbe de charge primaire sur un intervalle de largeur donnée et centré au point n. Puis, la courbe de charge secondaire ainsi définie est parcourue une seconde fois dans le but de réduire l'espace qui la sépare de la courbe de charge primaire. Pour chaque point n, une recherche est effectuée pour prolonger sa valeur à sa gauche et à sa droite jusqu'à frapper la courbe de charge primaire. Ainsi, la courbe de charge basse fréquence épouse autant que possible les variations de la courbe de charge primaire, mais se trouve limitée en amplitude par la première étape de minimum glissant. Ensuite, les deux opérations précédentes sont réitérées sur la courbe de charge ôtée de la courbe de charge - 12 - basse fréquence afin d'en extraire d'autres courbes de charge aux durées caractéristiques plus courtes, donc aux fréquences caractéristiques plus importantes. Il est possible d'extraire autant de courbes de charge secondaires que souhaité.In general, the present invention assumes an electronic device for measuring the electrical consumption of a set of families of components, so that we know, at each moment, the power consumption of each type of component. This device is composed, at least, of one or more current sensors for measuring the rms value of the current flowing in the electrical cable or cables supplying the installation. In a first embodiment, said device measures the current consumed by each component or homogeneous assembly of identical components by means of current sensors positioned upstream and as close as possible to the measured component. In a second embodiment, said device also embeds a voltage sensor connected to the neutral wire and to the phase wires of the instrumented electrical network and gives an accurate image of the instantaneous power transiting at the observed point by multiplication of the magnitude voltage and intensity on a period of the signal. In another embodiment, said device also embeds a digital processing system dedicated to the analysis of the temporal evolution of the disturbances of the voltage and current signals in order to determine a distribution of the consumption by type of electrical component, to from a single measuring point upstream of the installation. In a first case, consider a time series of n points, each point having for the value the instantaneous electrical power at time t or the quantity of electrical energy consumed between time t-1 and time t by an electrical component of a given type. This is the load curve of the considered component. The aim here is to decompose this primary charge curve into as many secondary charge curves as there are control modes to the component concerned. Indeed, although electrically identical, several devices can consume electricity differently, as shown in Figure 3. They are then regulated differently, for example in all-or-nothing, in stages, etc. at different frequencies. In order to preserve the information contained in the variation fronts of the load curve, we proceed in an iterative and nondestructive manner. It is a question of seeking and then subtracting from the primary load curve secondary load curves characterized by reference durations, assimilated to characteristic variation frequencies. First, the primary load curve is traversed and a first secondary load curve, defined as a low frequency load curve, is constructed by assigning to each point n the value corresponding to the sliding minimum of the primary load curve over an interval. of given width and centered at point n. Then, the secondary load curve thus defined is traveled a second time in order to reduce the space that separates it from the primary load curve. For each point n, a search is performed to extend its value to its left and right until it hits the primary charge curve. Thus, the low frequency load curve matches the variations of the primary load curve as much as possible, but is limited in amplitude by the first sliding minimum step. Then, the two previous operations are reiterated on the load curve removed from the low frequency load curve in order to extract other load curves with shorter characteristic times, and therefore at higher characteristic frequencies. It is possible to extract as many secondary load curves as desired.

Pour une sélection de ces courbes de charge secondaires, la détection de l'amplitude des variations peut permettre de discriminer la puissance de certains composants uniques et ainsi définir une courbe de charge spécifique. Ces variations brusques, ou marches, sont détectées par l'application d'un seuil qui, si l'amplitude de la variation de puissance instantanée entre le point n-1 et le point n le dépasse, déclenche la soustraction de cette valeur de la courbe de charge secondaire concernée et l'addition de la même valeur à une nouvelle courbe de charge secondaire dite « par amplitude de marche », associée à la précédente. Enfin, le résidu est considéré comme courbe de charge haute fréquence. L'ensemble des étapes décrites ci-avant permet d'aboutir à une décomposition fidèle et efficace de la courbe 20 de charge primaire, en conservant l'ensemble des détails, sans nécessiter d'approximation. Du fait de la présence de gammes de fréquences caractéristiques pour chacune des courbes de charge secondaires, une étude fréquentielle sur base de transformée 25 de Fourier rapide est naturellement appliquée pour déterminer la présence de motifs réguliers susceptibles de correspondre à des méthodes de régulation synchrones. Dans un second cas, considérons un ensemble de p 30 courbes de charge correspondant à autant d'appareils électriques dont on connaît la consommation, c'est-à-dire p séries temporelles de n points. Le but recherché est de combiner les unes avec les autres les variations observées sur chaque courbe de charge - 13 - afin d'isoler les fonctionnements synchrones qui résultent de la mise sous tension de plusieurs appareils de nature différente, ainsi regroupés en équipements. Afin de préserver la qualité de l'information 5 portée par chacune des courbes de charge, les opérations suivantes se contenteront d'affecter des fractions de la valeur de chaque point à une ou plusieurs nouvelles courbes de charge décrivant la consommation d'un équipement. La difficulté principale est ici de ne retenir que les 10 combinaisons synchrones non dues au hasard. En effet, il arrive fréquemment que plusieurs appareils démarrent ou s'arrêtent en même temps sans qu'il existe de lien entre eux. Une méthode d'attribution de score est ainsi proposée pour prendre en compte cet effet. 15 D'abord, on parcourt simultanément chaque courbe de charge en comparant chacune des variations à un seuil permettant de déterminer si la variation est négligeable ou non. Chaque courbe de charge peut se voir appliqué un seuil différent, dépendant de la nature de l'appareil électrique 20 concerné. Pour chaque point, l'ensemble des variations non négligeables sont regroupées dans une famille temporaire définie par la suite des variations algébriques observées sur chaque courbe de charge. Les variations négligeables sont 25 repérées par une valeur nulle. Puis, chaque famille temporaire est étudiée afin de déterminer sa fréquence d'observation. L'intérêt est ici de conserver la trace de la fréquence d'observation des combinaisons retenues afin de ne convertir en équipement que 30 celles qui ne sont pas dues au hasard. Un procédé de notation est appliqué aux familles qui, une fois leurs valeurs discrétisées, reçoivent un point supplémentaire à chaque apparition. Les familles temporaires déjà observées sont bien sûr supprimées au profit de leur image déjà enregistrée. - 14 - Dans un mode de réalisation, le procédé de notation peut être décliné selon l'algorithme des fourmis qui vise à faire décroître les scores des familles les moins vues au profit des familles les plus vues.For a selection of these secondary load curves, the detection of the amplitude of the variations can make it possible to discriminate the power of certain unique components and thus define a specific load curve. These abrupt variations, or steps, are detected by the application of a threshold which, if the amplitude of the variation of instantaneous power between the point n-1 and the point n exceeds it, triggers the subtraction of this value of the secondary load curve concerned and the addition of the same value to a new secondary load curve called "by operating amplitude", associated with the previous one. Finally, the residue is considered as a high frequency load curve. The set of steps described above makes it possible to arrive at a faithful and efficient decomposition of the primary charge curve, while keeping all the details, without requiring an approximation. Due to the presence of characteristic frequency ranges for each of the secondary load curves, a fast Fourier transform frequency based frequency analysis is naturally applied to determine the presence of regular patterns that may correspond to synchronous control methods. In a second case, consider a set of p 30 load curves corresponding to as many electrical appliances whose consumption is known, that is to say p time series of n points. The aim is to combine with each other the variations observed on each load curve - 13 - in order to isolate the synchronous operations that result from the powering up of several devices of different nature, thus grouped into equipment. In order to preserve the quality of the information carried by each of the load curves, the following operations will simply affect fractions of the value of each point to one or more new load curves describing the consumption of a piece of equipment. The main difficulty here is to remember only the 10 synchronous combinations not due to chance. Indeed, it often happens that several devices start or stop at the same time without there being any link between them. A scoring method is thus proposed to take this effect into account. First, each load curve is scanned simultaneously by comparing each of the variations with a threshold for determining whether the variation is negligible or not. Each load curve may be applied a different threshold, depending on the nature of the electrical apparatus 20 concerned. For each point, the set of non negligible variations are grouped in a temporary family defined by the following algebraic variations observed on each load curve. The negligible variations are marked with a zero value. Then, each temporary family is studied to determine its frequency of observation. The interest here is to keep track of the frequency of observation of the selected combinations in order to convert into equipment only those which are not due to chance. A scoring method is applied to families which, once their values are discretized, receive an additional point at each occurrence. The temporary families already observed are of course suppressed in favor of their already registered image. In one embodiment, the scoring method can be broken down according to the algorithm of the ants which aims at decreasing the scores of the least seen families for the benefit of the most viewed families.

Enfin, à chaque fois qu'une famille atteint un score défini préalablement par un seuil, celle-là conduit à la construction d'une courbe de charge spécifique à laquelle sont affectées toutes les variations successives observées depuis le début. Il est important de faire en sorte que la courbe de charge ne soit jamais nulle et commence à être complétée par une variation de puissance positive. La combinaison du dispositif de mesure de la consommation électrique de plusieurs familles de composants et des deux procédés présentés rend l'interprétation des données de consommation plus détaillées et proche du réel. L'absence d'approximation et le fonctionnement purement itératif assurent une implémentation temps-réel de l'invention.Finally, each time a family reaches a score previously defined by a threshold, this one leads to the construction of a specific load curve to which all the successive variations observed from the beginning are affected. It is important to ensure that the load curve is never zero and begins to be supplemented by a positive power variation. The combination of the device for measuring the power consumption of several families of components and the two methods presented makes the interpretation of consumption data more detailed and close to reality. The absence of approximation and the purely iterative operation ensure a real-time implementation of the invention.

Claims

CLAIMS 1 - A method for analyzing the electrical consumption of a set of equipment for different uses on the same electrical network, consisting in acquiring instantaneous power signals consumed to assign to each type of equipment the power consumed, characterized in that a representative curve is calculated from the variation in time of at least one parameter of said instantaneous power signals, to assign it to an equipment nature.

2 - A method of analyzing the power consumption of a set of equipment for different uses on the same electrical network according to the main claim characterized in that said parameter is constituted by the sliding minimum.

3 - A method of analyzing the power consumption 20 of a set of equipment for different uses on the same power grid according to the main claim characterized in that said parameter is constituted by the amplitude of the instantaneous power variations. 25

4 - A method of analyzing the power consumption of a set of equipment for different uses on the same power grid according to the main claim characterized in that said parameter is constituted by the difference between the amplitude of said power signals 30 instantaneous on the one hand, and the sum of the sliding minimum and representative curves calculated as a function of the amplitude of the instantaneous variations of power.- 16 - - Method of analysis of the electrical consumption of a set of equipment different uses on the same power grid according to at least one of the preceding claims, characterized in that a complementary step of detecting synchronous variations and of associating said synchronous variations with a particular piece of equipment is carried out. 6 - Method for analyzing the electrical consumption of a set of equipment for different uses on the same electrical network according to at least one of claims 2 to 5 characterized in that the sliding minimum is parameterized by the width of the sliding interval on which it is calculated, this parameter being dependent on the nature of the regulation of the different electrical charges which one seeks to distinguish. 7 - Method for analyzing the electrical consumption of a set of equipment for different uses on the same electrical network according to at least one of claims 2 to 5 characterized in that the sliding minimum is preceded by a windowing which assigns a weighting function to the values of the range on which it is applied.