Μέθοδοι μοντελοποίησης καταναλωτών χαμηλής τάσης

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Διπλωματική Εργασία Μέθοδοι μοντελοποίησης καταναλωτών χαμηλής τάσης Γερακάκης Ανδρέας ΑΕΜ: 6338 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ Λέκτορας Ανδρέου Γεώργιος Θεσσαλονίκη 2014

2 Ευχαριστώ θερμά τον επιβλέποντα καθηγητή αυτής της διπλωματικής εργασίας, κ Ανδρέου Γεώργιο για την άψογη συνεργασία, την πολύτιμη καθοδήγηση και την αμέριστη συμπαράστασή του σε όλο το χρονικό διάστημα εκπόνησης της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Επίσης, ένα μεγάλο ευχαριστώ στην οικογένεια και τους φίλους μου που στάθηκαν δίπλα μου καθ όλη τη διάρκεια της προσπάθειάς μου.

3 Πίνακας περιεχομένων 1. Εισαγωγή στο αντικείμενο της μοντελοποιήσης οικιακών καταναλωτών Κατηγοριοποίηση μεθοδολογιών μοντελοποίησης οικιακών καταναλωτών Γενικά Κλασσικά (συμβατικά) μοντέλα Μοντέλα υπολογιστικής (τεχνητής) νοημοσύνης Τεχνολογία Αιχμής Εισαγωγή Εφαρμογές εξελιγμένου τρόπου μέτρησης της κατανάλωσης με χρήση ψηφιακών μετρητών Μέτρηση της κατανάλωσης της ενέργειας μεμονωμένων φορτίων Μη παρεμβατικοί επιτηρητές φορτίου Συσκευές με ενσωματωμένους μετρητές ενέργειας και εξαρτήματα μέτρησης ενέργειας για συσκευές Ψηφιακοί μετρητές με δυνατότητα αναγνώρισης συσκευών και μέτρησης της ενέργειας που καταναλώνουν Πράκτορες Περιγραφή υλοποίησης Σειρά βημάτων υλοποίησης αλγορίθμου Ορίσματα, παράμετροι και μεταβλητές που χρησιμοποιήθηκαν Περιγραφή λειτουργίας Χαρακτηριστικά συσκευών Συσκευές που αναγνωρίζονται κυρίως με βάση την κατανάλωση αέργου ισχύος Συσκευές που αναγνωρίζονται κυρίως με βάση την κατανάλωση ενεργού ισχύος Συσκευές που αναγνωρίζονται χρησιμοποιώντας τόσο την ενεργό όσο και την άεργο ισχύ Αποτελέσματα και σχολιασμός η Σειρά μετρήσεων η Σειρά μετρήσεων Συμπεράσματα και προτάσεις για μελλοντικές διπλωματικές Βιβλιογραφία... 69

4 1. Εισαγωγή στο αντικείμενο της μοντελοποίησης οικιακών καταναλωτών Η ηλεκτρική ενέργεια αποτελεί εδώ και δεκαετίες αναπόσπαστο κομμάτι της ζωής του συνόλου σχεδόν των ανθρώπινων κοινωνιών. Η χρήση της είναι απαραίτητη στην παρασκευή βιομηχανικών αγαθών και στην γεωργική παραγωγή έως και στην κάλυψη καθημερινών ανθρώπινων αναγκών. Έτσι ένας από τους κυριότερους στόχους των συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ήταν πάντα η επαρκής και απρόσκοπτη παροχή του ηλεκτρισμού για την κάλυψη του συνόλου των απαιτήσεων σε ηλεκτρική ενέργεια. Οι απαιτήσεις σε ηλεκτρική ενέργεια βεβαίως είναι πάντοτε μέχρι τώρα ένας παράγοντας μεταβλητός στην πάροδο του χρόνου και μάλιστα με τάσεις αυξητικές -από την λειτουργία του πρώτου κιόλας συστήματος παραγωγής της, με αποτέλεσμα να υπάρχει πάντα η ανάγκη για αύξηση της ισχύος της και του βεληνεκούς που καλύπτει η παροχή της. Η διείσδυση νέων ηλεκτρικών συσκευών ή μηχανών κλπ είναι καθημερινή σε όλες τις εκφάνσεις της ανθρώπινης ζωής. Η ικανοποίηση βεβαίως των διαρκώς αυξανόμενων αναγκών σε ηλεκτρικό φορτίο έχει ως προϋπόθεση τη μελέτη και πρόβλεψη των αναγκών αυτών καθώς και του τρόπου κάλυψής τους. Επίσης η απαίτηση σε ηλεκτρική ενέργεια μεταβάλλεται και βάσει άλλων παραγόντων, που μπορεί να είναι γεωγραφικοί, εποχιακοί ή να έχουν να κάνουν με τον ημερήσιο κύκλο μιας γεωγραφικής τοποθεσίας ή ενός συνόλου καταναλωτών. Για παράδειγμα, η χρήση κλιματιστικών μηχανημάτων κατά την θερινή περίοδο, ιδιαίτερα στις περιοχές με θερμότερα κλίματα, έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά την περίοδο αυτή. Ακόμη, κατά τη διάρκεια ενός 1

5 εικοσιτετραώρου, οι ανάγκες σε ηλεκτρικό φορτίο αυξομειώνονται. Κατά τη διάρκεια λόγου χάρη της νύχτας η χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι σαφώς μειωμένη. Έως σήμερα η ηλεκτρική ενέργεια, παρά τα πολλά και ιδιαίτερα σημαντικά πλεονεκτήματα που παρουσιάζει και για τα οποία η χρήση της είναι ευρέως διαδεδομένη, παρουσιάζει ένα σημαντικό επίσης μειονέκτημα: Δεν υπάρχει προς το παρόν αποτελεσματικός τρόπος μακροχρόνιας αποθήκευσής της, όταν βεβαίως αναφερόμαστε σε μεγέθη ενέργειας ισοδύναμα με αυτά που καθημερινά παράγονται. Η παραγωγή και η κατανάλωσή της πρέπει δηλαδή να γίνονται ταυτόχρονα. Η άμεση λοιπόν κατανάλωση της ηλεκτρικής ενέργειας έχει προφανώς ως συνέπεια η παραγωγή της να οφείλει να συμπίπτει κατά το δυνατό με τη ζήτησή της. Περίσσεια παραγόμενη ενέργεια σημαίνει ότι αυτή θα χαθεί υπό τη μορφή άλλων μορφών ενέργειας όπως πχ θερμότητας, ενώ ελλιπής παραγωγή της θα σημάνει αδυναμία κάλυψης της ζήτησής της και πιθανώς και άλλα προβλήματα, όπως απώλεια της ευστάθειας του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι εδώ και πολλά χρόνια έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοστεί διάφορες μέθοδοι προσομοίωσης των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με απώτερο στόχο την εκτίμηση και κατά συνέπεια την κάλυψη της απαιτούμενης ισχύος, ανάλογα με τις ανάγκες και τους παράγοντες που προαναφέρθηκαν, κατά το βέλτιστο δυνατό τρόπο. Με απρόσκοπτη δηλαδή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας και όσο το δυνατό οικονομικότερη παραγωγή της. Έχουν αναπτυχθεί επίσης μοντέλα πρόβλεψης της μακροπρόθεσμης ζήτησης σε ηλεκτρική ενέργεια, με τα οποία εκτιμώνται οι μελλοντικές ανάγκες σε βάθος πολλών ετών ή και δεκαετίας, ώστε να είναι γνωστή η ανάγκη σε συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και δικτύων μεταφοράς της, που θα είναι σε θέση να καλύψουν την αντίστοιχη ζήτηση. Με την συνεχώς αυξανόμενη χρήση του ηλεκτρισμού που παρατηρείται γίνεται όλο και πιο επιτακτική η ανάγκη για την ύπαρξη ολοένα και πιο γρήγορα ανταποκρινόμενων μοντέλων προσομοίωσης της ηλεκτρικής κατανάλωσης, τα οποία θα οδηγούν 2

6 σε όσο πιο ακριβή και έγκυρα αποτελέσματα. Η κατά το δυνατόν έγκυρη πρόβλεψη της ζήτησης από τους καταναλωτές ηλεκτρικής ισχύος σε πραγματικό χρόνο ή γενικότερα όσο το δυνατό ταχύτερα μπορεί να έχει πολλά και σημαντικά οφέλη όπως: Τη μείωση γενικότερα του κόστους παραγωγής και βελτίωση στον τρόπο διαμόρφωσης της τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας λόγω της καλύτερης γνώσης της ζήτησης της. Τη βελτίωση της ευστάθειας των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Τη δυνατότητα έξυπνης διαχείρισης της ηλεκτρικής ζήτησης που δίνεται στον καταναλωτή με αντίδραση στις μεταβολές τις τιμής του ρεύματος σε πραγματικό χρόνο. Περιβαλλοντολογικά οφέλη και εξοικονόμηση ενεργειακών πόρων λόγω της ορθολογικότερης παραγωγής της ενέργειας. Ήδη σε κάποιους τομείς όπως η βιομηχανία, η αγροτική παραγωγή ή οι μεταφορές, η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, η καμπύλη φορτίου δηλαδή που μπορεί να παρουσιάσουν, γίνεται σχετικά εύκολα κατανοητή, κι αυτό οφείλεται στο ότι πρόκειται για μεγάλου μεγέθους τομείς με συγκεκριμένο τρόπο λειτουργίας και συγκεκριμένη ιδιοκτησία. Ήδη σε πολλές περιπτώσεις έχουν αναπτυχθεί οι αντίστοιχοι κανονισμοί με βάση τους οποίους είναι δυνατό μεγάλοι καταναλωτές στους παραπάνω τομείς να διαπραγματεύονται και να καθορίζουν ξεχωριστά την κατανάλωσή τους σε ηλεκτρική ενέργεια, ανάλογα με τις ανάγκες τους και τον τρόπο που τη χρησιμοποιούν. Το ερώτημα όμως που γεννάται είναι αν κάτι τέτοιο είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί για όλους τους καταναλωτές συμπεριλαμβανομένων και των οικιακών καταναλωτών. Έως σήμερα οι οικιακοί καταναλωτές αντιμετωπίζονται ως ξεχωριστή κατηγορία, γνωστή και ως «οικιακοί καταναλωτές χαμηλής τάσης» και αντιμετωπίζονται από το νομοθετικό και παραγωγικό καθεστώς ενιαία. Ένας οικιακός καταναλωτής αποτελεί για τα συστήματα παραγωγής ένα ασήμαντο φορτίο με μηδαμινή αγοραστική δύναμη. Συνολικά όμως η οικιακή κατανάλωση αποτελεί πλέον πολύ σημαντικό ποσοστό της κατανάλωσης ηλεκτρικής 3

7 ενέργειας σε βαθμό τέτοιο που να κρίνεται επιτακτικό να αναλυθεί και να γίνει γνωστή η κατανάλωση του καθενός ή έστω τμημάτων του συνόλου των οικιακών καταναλωτών, ώστε να γίνει ορθολογικότερη και η παραγωγή ενέργειας προς οικιακή κατανάλωση, αλλά και να είναι δυνατή από μέρους των καταναλωτών η διαπραγμάτευση με τους παρόχους της τιμολόγησης της κατανάλωσης. Και πάλι βεβαίως γεννάται το ερώτημα γιατί δεν έχει πραγματοποιηθεί έως σήμερα κάτι ανάλογο. Η απάντηση είναι ότι η μοντελοποίηση των οικιακών καταναλωτών, δηλαδή η πρόβλεψη και η ανάλυση της καμπύλης φορτίου που παρουσιάζουν, είναι διαδικασία ιδιαίτερα δύσκολη που υπόκειται σε έντονα στοχαστικές διακυμάνσεις. Η δυσκολία αυτή οφείλεται σε παράγοντες όπως: Η μεγάλη ποικιλομορφία που παρουσιάζουν τα νοικοκυριά, που έχει να κάνει με το μέγεθός τους, τον τρόπο κατασκευής τους, την θερμομονωτική τους ικανότητα κλπ. Η ποικιλοτροπία του τρόπου ζωής και των καθημερινών δραστηριοτήτων των ίδιων των καταναλωτών. Η δυσκολία συλλογής δεδομένων για τους καταναλωτές και την ενεργειακή τους κατανάλωση, τα οποία υπόκεινται πολλές φορές σε διατάξεις περί προστασίας προσωπικών δεδομένων. Το απαγορευτικό προς το παρόν κόστος του απαιτούμενου εξοπλισμού και των μετρητικών διατάξεων που απαιτείται πιθανώς για την μέτρηση της κατανάλωσης των διαφόρων οικιακών ηλεκτρικών συσκευών. Έτσι για παράδειγμα είναι δυνατόν δύο νοικοκυριά με τα ίδια χαρακτηριστικά -όπως μέγεθος σπιτιού, αριθμό μελών, είδος ηλεκτρικών συσκευών- να παρουσιάζουν εντελώς διαφορετική συμπεριφορά στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι δυνατόν επίσης δύο οικιακοί καταναλωτές να παρουσιάζουν διαφορετική καμπύλη φορτίου, παρότι οι ανάγκες τους σε ενέργεια να είναι οι ίδιες. Ο τρόπος ζωής των ίδιων των καταναλωτών, η καθημερινή τους δραστηριότητα, η οικονομική τους κατάσταση, 4

8 ακόμη και ο κοινωνικός τους περίγυρος μπορεί να επηρεάσουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και κάτι τέτοιο εντάσσει μεγάλο βαθμό δυσκολίας και στην εκτίμηση της καταναλωτικής τους συμπεριφοράς. Παρόλα αυτά, η μοντελοποίηση των οικιακών καταναλωτών χαμηλής τάσης αποτελεί πεδίο έρευνας εδώ και αρκετές δεκαετίες και έχει αναπτυχθεί μια αρκετά σημαντική βιβλιογραφία πάνω στο θέμα αυτό. Οι πρώτες σχετικές μελέτες έχουν ήδη πραγματοποιηθεί από τα τέλη της δεκαετίας του 70, ενώ με την πάροδο των ετών και την εξέλιξη των διαθέσιμων τεχνολογικών μέσων ιδίως των υπολογιστικών συστημάτων- δόθηκε μεγάλη ώθηση στην βελτίωση αλλά και στην ανάπτυξη νέων μεθόδων μοντελοποίησης της οικιακής κατανάλωσης. Πλέον, ιδιαίτερα στο απελευθερωμένο περιβάλλον αγοράς που τείνει να καθιερωθεί, αλλά και σε μια εποχή όπου η εξοικονόμηση ενεργειακών πόρων αποτελεί ζήτημα ύψιστης σημασίας, πρόκειται για αντικείμενο έντονα επίκαιρο, με σημαντική εξέλιξη τα τελευταία χρόνια, η οποία είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη διεθνώς μεγάλης και ποικίλης μεθοδολογίας μοντελοποίησης της οικιακής κατανάλωσης ηλεκτρισμού. Σε αρκετές δε περιπτώσεις έχει ξεκινήσει ήδη η προσπάθεια πρακτικής εφαρμογής τους σε μεγάλο εύρος, ενώ το αντικείμενο βρίσκεται συνεχώς υπό μελέτη. Το παρόν κείμενο αποτελεί μια προσπάθεια εισαγωγής του αναγνώστη στο θέμα της μοντελοποίησης των οικιακών καταναλωτών χαμηλής τάσης καθώς και καταγραφής ορισμένων από τις σημαντικότερες μελέτες που έχουν γίνει πάνω στο θέμα αυτό αλλά και των κυριότερων μεθοδολογιών που αυτές χρησιμοποιούν. Σημαντικές αναφορές στην προσπάθεια επισκόπησης της μοντελοποίησης της κατανάλωσης ενέργειας στον οικιακό τομέα αποτελούν τα σχετικά πρόσφατα άρθρα των Swan και Ugursal και των Grandjean, Adnot και Binet, πολλά στοιχεία των οποίων καταγράφονται και στην παρούσα επισκόπηση. Οι μεν πρώτοι καταγράφουν και παρουσιάζουν τις σημαντικότερη βιβλιογραφία που αφορά την μοντελοποίηση της οικιακής κατανάλωσης ενέργειας γενικότερα, οι δε δεύτεροι πράττουν παρομοίως όσον αφορά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας συγκεκριμένα, δίνοντας βάση 5

9 στην ανάλυση μερικών από τις σημαντικότερες μελέτες της υπάρχουσας βιβλιογραφίας. 6

10 2. Κατηγοριοποίηση μεθοδολογιών μοντελοποίησης οικιακών καταναλωτών 2.1 Γενικά Η μοντελοποίηση των οικιακών καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και οποιουδήποτε είδους γενικότερα, αποτελεί θέμα το οποίο μπορεί προσεγγισθεί και να αναλυθεί από πολλές οπτικές γωνίες. Η επιστήμη επίσης προσφέρει πλήθος εργαλείων με βάση τα οποία είναι δυνατόν να μοντελοποιηθεί ένα αντικείμενο, όπως εν προκειμένω η ανάλυση και η βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη της ζήτησης ηλεκτρικής ισχύος των οικιακών χρηστών. Έτσι κατά καιρούς έχουν αναπτυχθεί ποικίλες σχετικές μέθοδοι, με δραστικές διαφορές στον τρόπο αντιμετώπισης του ζητήματος, που έχουν παρόλα αυτά τον ίδιο σκοπό και μάλιστα τα αποτελέσματά τους αποκλίνουν σχετικά ασήμαντα από την πραγματικότητα. Κρίνεται λοιπόν σημαντικό οι διάφορες μεθοδολογίες να καταταχθούν ανάλογα με τη φιλοσοφία που αυτές ακολουθούν ή και τα επιστημονικά ή τεχνολογικά εργαλεία που χρησιμοποιούν. Τα πρώτα μοντέλα προσομοίωσης της οικιακής καμπύλης φορτίου που αναπτύχθηκαν βασίστηκαν σε στατιστικές ή και πιθανολογικές διαδικασίες πρόβλεψης. Η προσέγγιση αυτή με την πάροδο του χρόνου και την αύξηση της υπολογιστικής ισχύος γνώρισε έως και σήμερα μεγάλη εξέλιξη, ενώ η ακρίβεια των προβλέψεων των σχετικών μοντέλων κρίνεται σε πολλές περιπτώσεις αρκούντως ικανοποιητική. Πρόκειται για την πιο παραδοσιακή πλέον αντιμετώπιση του ζητήματος, με αποτέλεσμα τα μοντέλα που την ακολουθούν να μπορούμε να τα χαρακτηρίσουμε ως κλασικά (Σχήμα 2-1). Η ανάπτυξη εξάλλου των υπολογιστικών συστημάτων πρόσθεσε και νέα μέσα στην ευχέρεια της έρευνας. Η εξέλιξη της 7

11 υπολογιστικής (τεχνητής) νοημοσύνης αποτελεί ισχυρό εργαλείο στο αντικείμενο της μοντελοποίησης και πρόβλεψης της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και ήδη έχουν αναπτυχθεί τα πρώτα μοντέλα που αφορούν την οικιακή κατανάλωση συγκεκριμένα (Σχήμα 2-1), η δε εφαρμογή τους στο αντικείμενο αυτό βρίσκεται υπό συνεχή μελέτη. Το πιο σημαντικό πλεονέκτημα της χρήσης της υπολογιστικής νοημοσύνης είναι η δυνατότητα που υπάρχει να δώσουν ακόμη πιο ακριβή αποτελέσματα. Η είσοδος της παρόλα αυτά στην βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη του οικιακού φορτίου είναι σχετικά πρόσφατη και γίνονται προσπάθειες για τη βελτιστοποίησή της. Σχήμα 2-1. Γενικές κατηγορίες μοντέλων πρόβλεψης της οικιακής κατανάλωσης 2. 2 Κλασικά (συμβατικά) μοντέλα Ιστορικά τα μοντέλα αυτά πρόβλεψης της οικιακής καμπύλης φορτίου διαχωρίζονται σε μοντέλα από την «κορυφή προς τη βάση» (top-down models), σε μοντέλα από τη «βάση προς την κορυφή» (bottom-up models) και σε «υβριδικά μοντέλα» (hybrid models), που προσπαθούν να συνδυάσουν τα πλεονεκτήματα και των δύο παραπάνω κατηγοριών (Σχήμα 2-2). 8

12 Σχήμα 2-2. Κατηγορίες κλασικών (παραδοσιακών) μοντέλων Αυτό που χαρακτηρίζει την πρώτη κατηγορία (top-down models) είναι η καταρχήν θεώρηση των οικιακών καταναλωτών ως σύνολο τα χαρακτηριστικά του οποίου μπορούν σχετικά εύκολα να βρεθούν, κυρίως μέσω ερευνών π.χ. από στατιστικές υπηρεσίες. Χρησιμοποιώντας έτσι ως δεδομένα πληροφορίες όπως λόγου χάρη το εθνικό ακαθάριστο προïόν ή οι δείκτες ανεργίας, και συνδυάζοντάς τα με χαρακτηριστικά της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στο παρελθόν, στόχο έχουν την κατά το δυνατόν καλύτερη εκτίμηση των τάσεων στην κατανάλωση που παρουσιάζουν τα νοικοκυριά (Σχήμα 2-3). Το κυριότερο πλεονέκτημά τους είναι η απλότητά τους και η σχετική ευκολία απόκτησης των δεδομένων που απαιτούνται, η αξιοπιστία τους είναι όμως ενίοτε χαμηλή, λόγω της αδυναμίας τους να καταγράψουν μεταβολές στη συμπεριφορά των καταναλωτών, που οφείλονται σε αστάθμητους παράγοντες ή στη χρήση νέων ηλεκτρικών συσκευών, οι οποίες δεν έχουν συνυπολογιστεί. Σχήμα 2-3. Σχηματική απεικόνιση λειτουργίας μοντέλων «από τη κορυφή προς τη βάση» 9

13 Σε αντίθεση με την μακροσκοπική κατά βάση θεώρηση των δεδομένων των παραπάνω μοντέλων, τα αντίστοιχα μοντέλα από τη βάση προς την κορυφή (bottom-up) χρησιμοποιούν ενεργειακά δεδομένα λίγων επιλεγμένων νοικοκυριών με σκοπό από τη μικροσκοπική αυτή θεώρηση της συμπεριφοράς τους να καταλήξουν σε όσο το δυνατότερο ασφαλή συμπεράσματα για την κατανάλωση ενέργειας του συνόλου των οικιακών καταναλωτών (Σχήμα 2-4). Τέτοια δεδομένα μπορεί να είναι μέτρηση της κατανάλωσης κάποιων ηλεκτρικών συσκευών των επιλεγμένων νοικοκυριών, το μέγεθος και η ενεργειακή απόδοσή τους, οι λογαριασμοί που αφορούν την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος κλπ. Όπως είναι φανερό τα μοντέλα αυτά πλεονεκτούν στο γεγονός ότι χρησιμοποιούν δεδομένα πολύ περισσότερο λεπτομερή, με αποτέλεσμα να οδηγούν σε ασφαλέστερη αποτίμηση της ενεργειακής συμπεριφοράς των νοικοκυριών, όταν βεβαίως το δείγμα αυτών είναι αρκούντως αντιπροσωπευτικό. Πλεονέκτημα που ισοσκελίζεται παρόλα αυτά από την πολυπλοκότητα που τα χαρακτηρίζει σε συνδυασμό με τη σχετική δυσκολία της απόκτησης των δεδομένων τους. Σχήμα 2-4. Σχηματική απεικόνιση λειτουργίας μοντέλων «από τη βάση προς την κορυφή» Τα υβριδικά τέλος μοντέλα, όπως φαίνεται και από τη χαρακτηριστική ονομασία τους, αποτελούν το συνδυασμό της προσέγγισης από την «κορυφή προς τη βάση» και από τη «βάση προς την κορυφή» μοντελοποίησης του ενεργειακού χαρακτήρα των καταναλωτών (Σχήμα 2-5). Χρησιμοποιώντας τόσο μακροσκοπικά στατιστικά δεδομένα, όσο και δεδομένα που αφορούν τη μικροσκοπική συμπεριφορά των 10

14 νοικοκυριών ως 10 καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας, προσπαθούν να συνδυάσουν τα πλεονεκτήματα και των δύο παραπάνω μεγάλων κατηγοριών. Σχήμα 2-5. Σχηματική απεικόνιση λειτουργίας υβριδικών μοντέλων 2. 3 Μοντέλα υπολογιστικής (τεχνητής) νοημοσύνης Τα μοντέλα αυτά πρόβλεψης της οικιακής καμπύλης ζήτησης ισχύος, αποτελούν ουσιαστικά τη φυσική συνέχεια των κλασικών συμβατικών μοντέλων. Δεν παύουν να χρησιμοποιούν στατιστικά δεδομένα που αφορούν τους οικιακούς καταναλωτές και που επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα την καταναλωτική συμπεριφορά τους, όπως οι καθημερινές τους συνήθειες, το βιοτικό τους επίπεδο, προγενέστερες καμπύλες φορτίου τους ή και καιρικά δεδομένα. Η ειδοποιός διαφορά τους παρόλα αυτά είναι ότι, αξιοποιώντας την εξέλιξη των υπολογιστικών συστημάτων και την ανάπτυξη τεχνητής 11

15 νοημοσύνης μέσω αυτών, χρησιμοποιούν επιστημονικά εργαλεία και λογικές προσεγγίσεις όπως είναι τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα ή η ασαφής λογική, με σκοπό τη βελτιστοποίηση της ταχύτητας και της ακρίβειας της πρόβλεψης της ζήτησης ισχύος, ενώ αποτελούν πολλές φορές και ένα μέσο πρόβλεψης σε περιπτώσεις που τα διαθέσιμα δεδομένα δεν επαρκούν για την αντιμετώπιση του ζητήματος με τις συμβατικές μεθόδους. Σχήμα 2-6. Κατηγορίες μοντέλων υπολογιστικής (τεχνητής) νοημοσύνης Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 2-6 δύο από τις μεθόδους πρόβλεψης της οικιακής καμπύλης φορτίου που έχουν αναπτυχθεί, και οι οποίες χρησιμοποιούν την τεχνητή νοημοσύνη είναι τα: Μοντέλα που βασίζονται στη χρήση «τεχνητών νευρωνικών δικτύων» ( artificial neural networks [ANN] ). Τα νευρωνικά δίκτυα αποτελούν ουσιαστικά μια προσομοίωση των ανθρώπινων νευρωνικών δικτύων, που αποτελούνται όμως από υπολογιστικά επεξεργαστικά συστήματα, τα οποία λειτουργούν παράλληλα και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Χρησιμοποιούν ή «εκπαιδεύονται»- όπως είναι η επιστημονική ορολογία- με δεδομένα που αφορούν τους οικιακούς καταναλωτές, τα οποία στη συνέχεια και μέσω της αλληλεπίδρασής τους επεξεργάζονται για να καταλήξουν στο επιθυμητό αποτέλεσμα, το οποίο πιθανώς να μην είναι εκ των 12

16 προτέρων αναμενόμενο και προβλέψιμο, όπως θα συνέβαινε με ένα συμβατικό υπολογιστικό αλγόριθμο. Προσομοιώνουν δηλαδή τη δράση των ανθρώπινων νευρωνικών δικτύων, που χρησιμοποιούν τη διαδικασία της μάθησης και της κατά περίσταση ανάλογης αντίδρασης. Μοντέλα που χρησιμοποιούν την «ασαφή λογική» ( fuzzy logic ). Τα παραδοσιακά συμβατικά μοντέλα βασίζονται σε υπολογιστικούς αλγόριθμους που χρησιμοποιούν πολλές φορές -όπως έχει προαναφερθεί- στοιχεία για τους καταναλωτές που αφορούν π.χ. την χρήση οικιακών ηλεκτρικών συσκευών ή καθημερινές τους συνήθειες με ένα ντετερμινιστικό συνήθως τρόπο. Η ασαφής λογική -ή οποία είχε καταρχήν αναπτυχθεί ως έννοια από τον Lotfi A. Zadeh τη δεκαετία του 60- σκοπό έχει την επικουρική συμπλήρωση των παραδοσιακών μοντέλων ή και άλλων μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης, φιλτράροντας τα δεδομένα των οικιακών καταναλωτών εν προκειμένω και επισημαίνοντας το «βαθμό αλήθειας» που αυτά εμπεριέχουν. Για παράδειγμα, το εάν ένας οικιακός χρήστης είναι παρόν στο υπό εξέταση σπίτι κάποια συγκεκριμένη ώρα στην πραγματικότητα δεν απαντάται απλώς με ένα «ναι ή όχι», αλλά στην ουσία υπάρχουν πολλές ενδιάμεσες περιπτώσεις πιθανότητας παρουσίας του εκεί. Έτσι σύμφωνα με την ασαφή λογική μια πιο ακριβής απάντηση θα ήταν π.χ. «45% ναι» ή «55% όχι». Η χρησιμοποίηση της ασαφούς λογικής έχει σκοπό την βελτιστοποίηση της ακρίβειας της μοντελοποίησης της κατανάλωσης, αξιολογώντας λεπτομερέστερα τα δεδομένα που είναι διαθέσιμα. Στο σημείο αυτό αξίζει να αναφερθεί ότι στη μοντελοποίηση γενικότερα, αλλά και στην πρόβλεψη της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας έχουν χρησιμοποιηθεί και άλλες τεχνικές που βασίζονται σε υπολογιστική νοημοσύνη, όπως είναι οι «γενετικοί αλγόριθμοι» (genetic algorithms), τα «έμπειρα συστήματα» ( expert systems ) ή τα «μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες» ( Agent-based models ), η εφαρμογή των οποίων στην μοντελοποίηση των οικιακών 13

17 καταναλωτών χαμηλής τάσης είναι υπό διερεύνηση, ενώ οι σχετικές αναφορές θα μπορούσαν να αποτελέσουν προϊόν μελλοντικής εργασίας. 14

18 3. Τεχνολογία Αιχμής 3.1 Εισαγωγή Στην παρούσα διπλωματική εργασία έγινε η μοντελοποίησης οικιακών καταναλωτών χαμηλής τάσης. Βασικό στόχο έχει την ανάπτυξη δελεαστικών κινήτρων για τους οικιακούς καταναλωτές, ώστε αυτοί με τη σειρά τους να προσπαθήσουν να παρουσιάζουν μια ομαλοποιημένη καμπύλη κατανάλωσης. Το σύστημα αυτό ωστόσο προϋποθέτει πέραν της συνεργασίας των καταναλωτών και των εμπλεκόμενων με αυτό φορέων, την ύπαρξη κατάλληλου τεχνικού εξοπλισμού. Στο παρόν κεφάλαιο παρατίθενται πληροφορίες για τεχνικό εξοπλισμό που υπάρχει και λειτουργεί κυρίως σε συστήματα του εξωτερικού και είναι κατάλληλος για τη μοντελοποίηση. Ο τεχνικός εξοπλισμός είναι ενδεικτικός της διαθεσιμότητας των συσκευών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών του συστήματος και σε καμία περίπτωση δεν είναι η μοναδική λύση στο πρόβλημα υλοποίησης του συστήματος. Η τεχνολογία συνεχώς εξελίσσεται και προσφέρει καθημερινά νέες και περισσότερο ικανοποιητικές λύσεις. 3.2 Εφαρμογές εξελιγμένου τρόπου μέτρησης της κατανάλωσης με χρήση ψηφιακών μετρητών Στο εξωτερικό εδώ και μερικά χρόνια άρχισε να εφαρμόζεται η μέτρηση της κατανάλωσης ενέργειας στο επίπεδο χαμηλής τάσης, δηλαδή στο επίεπδο κυρίως των οικιακών καταναλωτών, μέσω ψηφιακών μετρητών. Οι συμβατικοί μετρητές έχουν αντικατασταθεί από ψηφιακούς και οι μετρήσεις πλέον γίνονται αυτόματα και με 15

19 μεγαλύτερη ακρίβεια. Στις χώρες λοιπόν στις οποίες έχει αρχίσει να εφαρμόζεται το σύστημα αυτό μέτρησης σε συνδυασμό με ευέλικτα συστήματα χρεώσεων (χρεώσεις ανάλογα με τη χρονική ζώνη στην οποία γίνεται η κατανάλωση ενέργειας) παρατηρείται ότι εκτός από πολύ αποτελεσματικό είναι και κερδοφόρο, τόσο για τις εταιρίες ηλεκτρισμού, όσο και για τους καταναλωτές. Το ενδιαφέρον λοιπόν για μέτρηση ενέργειας μέσω των νέων εξελιγμένων μετρητών εξαπλώνεται ταχύτατα σε όλο τον κόσμο (Ιταλία, Καναδάς, ΗΠΑ, Τουρκία, Αυστραλία, Νέα Ζηλανδία, Ολλανδία, Βόρειες Ευρωπαϊκές χώρες). Η αυξημένη αυτή ζήτηση για εξελιγμένα συστήματα μέτρησης οδήγησε στην ανάπτυξη πολλών νέων τύπων μετρητών, δίνοντας έτσι σε κάθε ενδιαφερόμενο τη δυνατότητα επιλογής μεταξύ μιας μεγάλης ποικιλίας ψηφιακών μετρητών. Η εύρεση λοιπόν ψηφιακών μετρητών προς αντικατάσταση των παλαιών συμβατικών μετρητών δεν αποτελεί πρόβλημα. Υπάρχουν πολλές εταιρίες που κατασκευάζουν μετρητές που ανταποκρίνονται στην πλειονότητα των περιπτώσεων όπου απαιτείται μέτρηση ενέργειας (Oxxio, Echelon Coorportaion, Enel SpA, DIY Kyoto, κ.α.). 3.3 Μέτρηση της κατανάλωσης της ενέργειας μεμονωμένων φορτίων Η δυνατότητα μέτρησης της ισχύος και της ενέργειας που καταναλώνεται συνεχώς, με τη βοήθεια των ψηφιακών μετρητών, είναι βασική προϋπόθεση για τη σωστή λειτουργία του αλγορίθμου μοντελοποίησης. Ωστόσο η μέτρηση και της ενέργειας που καταναλώνει η κάθε οικιακή συσκευή ξεχωριστά μπορεί να βοηθήσει δραστικά στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας του συστήματος. Ο καταναλωτής είναι σε θέση πλέον όχι μόνο να παρακολουθεί ανά πάσα στιγμή πόση ενέργεια καταναλώνει, αλλά και ποιες συσκευές απορροφούν και πόση ενέργεια. Η καλύτερη αυτή 16

20 εποπτεία της κατανάλωσής του, προσφέρει στον καταναλωτή τη δυνατότητα καλύτερου ενεργειακού προγραμματισμού της ημέρας, μπορεί δηλαδή γνωρίζοντας την κατανάλωση των συσκευών που διαθέτει να καταμερίσει τις εργασίες που απαιτούν μεγάλη κατανάλωση ενέργειας έτσι ώστε η τελική ημερήσια καμπύλη κατανάλωσής του να προσομοιώνει την επιθυμητή. Για τη μέτρηση της ενέργειας που καταναλώνεται κάθε στιγμή από την κάθε συσκευή ξεχωριστά, μπορούμε να ενσωματώσουμε στον τεχνικό εξοπλισμό του προτεινόμενου συστήματος και τη λειτουργία των μετρητών και εξαρτημάτων που περιγράφονται ακολούθως Μη παρεμβατικοί επιτηρητές φορτίου (Non Intrusive Load Monitors, NILM) Μη παρεμβατική επιτήρηση φορτίου (NILM) είναι μια διαδικασία κατά την οποία αναλύονται οι αλλαγές που παρουσιάζονται στο ρεύμα και την τάση μιας εγκατάστασης και χάριν σε αυτές τις αλλαγές διαπιστώνεται ποιες συσκευές βρίσκονται σε λειτουργία τη δεδομένη χρονική στιγμή της αλλαγής καθώς και το ποσό της ενέργειας που αυτές καταναλώνουν. Μετρητές που λειτουργούν κατ αυτόν τον τρόπο, οι οποίοι και ονομάζονται μη παρεμβατικοί επιτηρητές φορτίου (NILM), χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις χαμηλής τάσης για να διαπιστωθεί η λειτουργική συμπεριφορά κάθε ηλεκτρικής συσκευής μεμονωμένα. Επίσης ο τρόπος λειτουργίας τους επιτρέπει να μπορούν να αναγνωρίζουν τυχόντα σφάλματα που μπορούν να διαταράξουν την ομαλή λειτουργία μιας εγκατάστασης. Σε γενικές γραμμές ο τρόπος με τον οποίο ένας NILM ταυτοποιεί τη λειτουργία ενός φορτίου είναι ο εξής: Κάθε φορτίο έχει έναν χαρακτηριστικό τρόπο λειτουργίας, συγκεκριμένα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, όπως η ενεργός και η άεργος ισχύς του, το αρμονικό περιεχόμενό του και η μεταβατική 17

21 συμπεριφορά του στο άνοιγμα και το κλείσιμο ενός διακόπτη, τα οποία θεωρούνται η «υπογραφή» του και το ταυτοποιούν σε κάθε άνοιγμα και κλείσιμο του διακόπτη. Ο NILM διαθέτει ένα σύνολο αποθηκευμένων τέτοιων «υπογραφών» και μέσω ενός σχετικά απλού λογισμικού που διαθέτει και με κατάλληλη διαδικασία σύγκρισης των τιμών ρεύματος και τάσης που λαμβάνονται κάθε φορά, αναγνωρίζει τον αριθμό των φορτίων που λειτουργούν ταυτόχρονα αλλά και τη φύση του κάθε φορτίου ξεχωριστά. Έτσι, η αναγνώριση και ταυτοποίηση της κάθε συσκευής γίνεται τη στιγμή που αυτή είτε τίθεται σε λειτουργία, είτε η λειτουργία της διακόπτεται. Μεγάλο πλεονέκτημα των NILM έναντι των απλών μετρητών ενέργειας, είναι το γεγονός ότι μπορεί και αναγνωρίζει ξεχωριστά την κάθε συσκευή (φορτίο), ακόμα και όταν πολλές συσκευές λειτουργούν ταυτόχρονα. Πλεονέκτημα δε των NILM έναντι ανάλογων αισθητήρων, οι οποίοι προσαρμόζονται σε κάθε συσκευή ξεχωριστά, είναι ότι οι NILM προσαρμόζονται στο σημείο κεντρικής παροχής. Μειώνεται έτσι δραστικά ο αριθμός των αισθητήρων που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο ενός ηλεκτρικού συστήματος. Επίσης, η εγκατάσταση ενός NILM είναι σχετικά εύκολη και γίνονται προσπάθειες βελτίωσης της κατασκευής του κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μειωθεί το κόστος του. Τέλος, στα πλεονεκτήματα ενός NILM μπορούμε να συγκαταλέγουμε και την ικανότητά του να αποθηκεύει τις μετρήσεις του σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, ώστε αυτές να μπορούν αργότερα να επεξεργασθούν από τον εκάστοτε χρήστη. Γίνεται λοιπόν φανερό πως οι NILM αναφέρονται σε ευρύ φάσμα εφαρμογών, η χρήση τους δεν είναι ακόμα πολύ διαδεδομένη. Χρησιμοποιούνται με επιτυχία στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ και στη Φινλανδία, ωστόσο πολλές έρευνες πραγματοποιούνται ακόμα για τη λειτουργία τους. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η υλοποίηση και ανάλυση ενός τέτοιου αλγορίθμου που θα επιτηρεί, θα ομαδοποιεί και θα διαχωρίζει φορτία ενός καταναλωτή χαμηλής τάσης και θα προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για την κατανάλωσή του. 18

22 3.3.2 Συσκευές με ενσωματωμένους μετρητές ενέργειας και εξαρτήματα μέτρησης ενέργειας για συσκευές Αντί των NILM, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εξαρτήματα μέτρησης ενέργειας, τα οποία συνδέονται με την κάθε συσκευή ξεχωριστά. Ουσιαστικά πρόκειται για εξαρτήματα που περιλαμβάνουν εξελιγμένους αισθητήρες. Η τεχνολογία αυτή των αισθητήρων είναι σίγουρα πιο διαδεδομένη από αυτή των NILM, όμως απαιτεί τη χρήση μεγάλου αριθμού τέτοιου είδους με αποτέλεσμα το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας να αυξάνεται σημαντικά. Τα τελευταία χρόνια έχει παρατηρηθεί ότι κατά τη σχεδίαση νέων ηλεκτρικών συσκευών, ορισμένες κατασκευαστικές εταιρίες έχουν λάβει υπόψη τους την ανάγκη για μέτρηση της ισχύος που καταναλώνει η κάθε συσκευή. Έτσι λοιπόν υπάρχει η δυνατότητα αντί της συνδέσεως αισθητήρων στις οικιακές συσκευές, να αγοράζονται συσκευές οι οποίες έχουν ήδη από κατασκευής ενσωματωμένους μετρητές ενέργειας και εξωτερική οθόνη παρουσίασης των μετρήσεων Ψηφιακοί μετρητές με δυνατότητα αναγνώρισης συσκευών και μέτρησης της ενέργειας που καταναλώνουν Σε πειραματικό στάδιο (στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης) βρίσκονται ψηφιακοί μετρητές, οι οποίοι εκτός πλήρωσης όλων των προαναφερθέντων στο αντίστοιχο περί των ψηφιακών μετρητών κεφάλαιο προδιαγραφών, θα είναι σε θέση να αναγνωρίζουν ξεχωριστά την καθεμία ηλεκτρική συσκευή και να προχωρούν σε ακριβή μέτρηση της κατανάλωσής της. Οι μετρητές αυτοί δεν μπορούν να αποτελέσουν προς το παρόν μια σίγουρη και αξιόπιστη επιλογή κατά την υλοποίηση ενός συστήματος ανάλυσης ηλεκτρικής ενέργειας όμως αξίζει να σημειωθεί η ύπαρξη αυτού του τύπου των μετρητών, ώστε αργότερα στο μέλλον, και αφού ο αλγόριθμος έχει 19

23 τελειοποιηθεί, να μπορούν ενδεχομένως να λειτουργήσουν συμπληρωματικά ή και συνδυαστικά. 3.4 Πράκτορες Σημαντική και απόλυτα αναγκαία για τη λειτουργικότητα του συστήματος είναι η χρήση πρακτόρων (πρακτόρων - καταναλωτών και πρακτόρων διαχειριστών). Η χρήση των πρακτόρων είναι ευρύτατα διαδεδομένη σε μεγάλη κλίμακα εφαρμογών, ώστε η αναζήτηση και εύρεση πρακτόρων κατάλληλων να προσαρμοστούν στις ανάγκες του συστήματος που περιγράφεται στην παρούσα διπλωματική εργασία δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Η δυσκολία δε αυτής της αναζήτησης έγκειται στην εύρεση ή ανάπτυξη του κατάλληλου κώδικα (σύνολο, μπλοκ εντολών) του πράκτορα, ώστε να είναι σε θέση ο πράκτορας να επιτελεί όλες τις απαιτούμενες λειτουργίες. Η ανάπτυξη κώδικα για έναν πράκτορα αποτελεί για τους προγραμματιστές υπόθεση ρουτίνας. Στην περίπτωση ωστόσο που κάποιος δεν είναι σε θέση να αναπτύξει τον κατάλληλο αυτό κώδικα, μπορεί να καταφύγει στην αγορά πρακτόρων με έτοιμα ανάλογα μπλοκ εντολών, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για την επιτήρηση και διαχείριση ηλεκτρικών φορτίων. 20

24 4. Περιγραφή υλοποίησης Στον αλγόριθμο που υλοποιήθηκε, τα δεδομένα εισόδου είναι η ενεργός ισχύς P και η άεργος ισχύς Q για μια ορισμένη εγκατάσταση. Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας, σκοπός είναι να καταφέρουμε να ξεχωρίσουμε σε πρώτη φάση τα διακοπτικά με τα μη διακοπτικά στοιχεία που ενεργοποιήθηκαν σε έναν συγκεκριμένο χρονικό ορίζοντα και σε δεύτερη φάση να τα αναγνωρίσουμε σύμφωνα με κάποια κριτήρια ισχύος και χρονικής διάρκειας κατά την οποία ήταν ενεργά. Ως διακοπτικό φαινόμενο ορίζουμε ένα φορτίο του οποίου η συμπεριφορά είναι περιοδική και επαναλαμβάνεται ανά τακτά χρονικά διαστήματα. Έτσι, σε τέτοια φορτία εμφανίζονται διαδοχικές καταστάσεις HIGH (ή καταχρηστικά ON) κατά την οποία το φορτίο καταναλώνει ενεργό ισχύ και LOW (ή καταχρηστικά OFF) κατά την οποία το φορτίο λειτουργεί χωρίς όμως να καταναλώνει ενεργό ισχύ. Σημειώνεται ότι συχνά εμφανίζονται και σύνθετα διακοπτικά φορτία όπως για παράδειγμα το ψυγείο ή το πλυντήριο ρούχων τα οποία παρουσιάζουν ορισμένες ιδιαιτερότητες που θα αναλυθούν παρακάτω. Τέλος, στόχος μας είναι να συλλέξουμε σημαντικές πληροφορίες για την ενεργειακή κατανάλωση της μελετώμενης εγκατάστασης. Παρακάτω παρουσιάζεται η σειρά με την οποία επεξεργάζονται τα δεδομένα για την επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος, ενώ στη συνέχεια γίνεται μια σύντομη αναφορά στις μεταβλητές και τις παραμέτρους που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση του αλγορίθμου. 21

25 4.1 Σειρά βημάτων υλοποίησης αλγορίθμου 1. Κανονικοποίηση των γραφικών παραστάσεων P,Q με στόχο οι παρατηρήσεις να είναι επεξεργάσιμες και τα επίπεδα ισχύος να είναι συγκρίσιμα. 2. Αναγνώριση στοιχείων με έντονο επαγωγικό συντελεστή ισχύος, τα οποία διαφοροποιούνται κυρίως με βάση την κατανάλωση αέργου ισχύος. Φορτία τέτοιου τύπου είναι το πλυντήριο ρούχων αλλά και ο φούρνος μικροκυμάτων. 3. Αναγνώριση ωμικών διακοπτικών στοιχείων τα οποία διαχωρίζονται με βάση την κατανάλωση ενεργού ισχύος P, τη χρονική διάρκεια που παραμένουν σε κατάσταση HIGH (δηλαδή για πόση ώρα καταναλώνουν ενεργό ισχύ) και τη χρονική διάρκεια που παραμένουν σε κατάσταση LOW (δηλαδή για πόση ώρα δεν καταναλώνουν ενεργό ισχύ). Τέτοιου είδους φορτία είναι το μάτι κουζίνας, ο φούρνος και η καφετιέρα. 4. Τέλος, αφού έχουν αναγνωρισθεί τα ωμικά διακοπτικά στοιχεία, ομαδοποιούνται και τα ωμικά στοιχεία συνεχούς λειτουργίας όπως το θερμοσίφωνο και το αερόθερμο με μοναδικό κριτήριο την μεταβολή της ενεργού ισχύος. 4.2 Ορίσματα, παράμετροι και μεταβλητές που χρησιμοποιήθηκαν x(),y(): Είναι τα ορίσματα που δέχεται σαν είσοδο ο αλγόριθμος. Το x αναφέρεται στις μετρήσεις που αφορούν την ενεργό ισχύ P ενώ το y αναφέρεται στις μετρήσεις που αφορούν την άεργο ισχύ Q. α(), aa(), b(), bb(): Είναι οι μεταβλητές εξόδου. Σε αυτές αποθηκεύονται οι κανονικοποιημένες μορφές των ορισμάτων εισόδου (x,y). Η μεταβλητή a περιέχει τις τιμές της κανονικοποιημένης γραφικής παράστασης της ενεργού ισχύος ενώ η μεταβλητή aa περιέχει τις τιμές που προκύπτουν από την δεύτερη κανονικοποίηση της ενεργού ισχύος. Όμοια, οι μεταβλητές b, bb αντιστοιχούν στις κανονικοποιημένες μορφές της άεργου ισχύος. n: Το πλήθος των μετρούμενων παρατηρήσεων. 22

26 anoxi: Είναι μια μεταβλητή που ορίζει τα επίπεδα ανοχής κατά τη διαδικασία της κανονικοποίησης ανάλογα με το επίπεδο της ισχύος. Αυτό χρησιμοποιείται ώστε σε μικρά επίπεδα ισχύος να έχουμε μεγαλύτερη ευαισθησία και να μπορούν να εντοπίζονται μικρές μεταβολές ισχύος όταν η συνολική ισχύς είναι χαμηλή αλλά να αγνοούνται λίγο μεγαλύτερες μεταβολές όσο αυξάνεται η καταναλώμενη ισχύς. average: Μεταβλητή στην οποία αποθηκεύεται ο μέσος όρος των μετρήσεων που δεν διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους. sum, flag, pos, temp, cc, temp1, temp2, temp3, temp4, start, stop, m : Μετρητές ή προσωρινές μεταβλητές που βοηθούν στον υπολογισμό παραμέτρων, στον έλεγχο συνθηκών και στον τερματισμό επαναλήψεων. i, j, t, k: Μετρητές επαναλήψεων. durationx() (X:1,2,3,4): Αποθηκεύεται η χρονική διάρκεια που διήρκησε κάθε μεταβολή. dp1(), dp2(): Οι μεταβολές ενεργού ισχύος της κανονικοποιημένης και της διπλά κανονικοποιημένης μορφής. dq1(), dq2(): Οι μεταβολές άεργου ισχύος της κανονικοποιημένης και της διπλά κανονικοποιημένης μορφής. stimex() (X:1,2,3,4): Οι χρονικές στιγμές που έγινε η κάθε μεταβολή. Οι δείκτες αφορούν: 1. Κανονικοποιημένη P 2. Διπλά κανονικοποιημένη P 3. Κανονικοποιημένη Q 4. Διπλά κανονικοποιημένη Q NSPX (X:1,2,3,4): Το πλήθος των μεταβολών για την κάθε γραφική παράσταση. Οι δείκτες όπως προηγούμενα. sypinakasx() (X:1,2,3,4): Νέος πίνακας durationx στον οποίο υπολογίζονται εκ νέου οι χρονικές διάρκειες με κριτήριο όταν εμφανίζονται δύο οι περισσότερες διαδοχικές θετικές ή αρνητικές μεταβολές, η χρονική διάρκεια να αναπροσαρμόζεται ανάλογα. Δηλαδή, για παράδειγμα, αν έχουμε dp1(5)=+250, dp1(6)=+1500, dp1(7)=+4000, dp1(8)=-250 και duration1(5)=10, duration1(6)=25, duration1(7)=5, duration1(8)=4, τότε η νέα αυτή μεταβλητή θα πάρει τιμές: sypinakas1(5)= =44, sypinakas1(6)=25, sypinakas1(7)=5, sypinakas1(8)=4. Θα μπορούσαμε επομένως να πούμε ότι η πρώτη φάση της αναγνώρισης ξεκινάει από αυτό το στάδιο. 23

27 p4(4), p5(5), p10(10): 3 πίνακες καθορισμένου μεγέθους (4, 5 και 10 κελιών αντίστοιχα) οι οποίοι χρησιμεύουν στο να αποθηκεύουμε προσωρινά ορισμένες τιμές κατά τη διάρκεια της αναγνώρισης. Βοηθούν στο να απομονώνονται τα στοιχεία που μας ενδιαφέρουν από τα υπόλοιπα και να πραγματοποιηθούν ευκολότερα συγκρίσεις και υπολογισμοί. energy: Αποθηκεύει την συνολική καταναλωθείσα ενέργεια της εγκατάστασης. 24

28 4.3 Περιγραφή λειτουργίας Όπως περιγράφηκε παραπάνω, ο αλγόριθμος υλοποιείται σε τέσσερα στάδια, με την ολοκλήρωση των οποίων φτάνουμε στην τελική αναγνώριση των φορτίων χαμηλής τάσης. Σε πρώτο στάδιο, έχουμε την κανονικοποίηση των γραφικών παραστάσεων P και Q. Η κανονικοποίηση αυτή γίνεται με βάση το επίπεδο της μετρούμενης ισχύος που καθορίζει και το επίπεδο ευαισθησίας, σύμφωνα με το οποίο θα γίνει η ομαδοποίηση των παρατηρήσεων. Πιο συγκεκριμένα, όσο οι μετρούμενες παρατηρήσεις δεν εμφανίζουν μεγάλη απόκλιση μεταξύ τους, βρίσκουμε το μέσο όρο τους και τις αντικαθιστούμε με αυτήν. Διαφορετικά, αν μια παρατήρηση διαφέρει από την προηγούμενή της περισσότερο από το όριο ανοχής που έχουμε ορίσει, τότε θεωρούμε πως σε εκείνο το σημείο έγινε κάποια μεταβολή (κάποιο άνοιγμα ή κλείσιμο συσκευής) και ξεκινά εκ νέου μέτρηση του μέσου όρου ισχύος των επόμενων παρατηρήσεων. Με τον τρόπο αυτό, ομαλοποιούνται οι καμπύλες των P, Q οι οποίες αρχικά παρουσίαζαν πολλές μεταβολές αλλά τελικά αποκτούν τη μορφή παλμών που μπορούν να γίνουν αντικείμενο επεξεργασίας πολύ ευκολότερα. Η διαδικασία αυτή πραγματοποιείται 2 φορές τόσο για την ενεργό ισχύ P όσο και για την άεργο ισχύ Q. Αυτό συμβαίνει γιατί στην 2 η επανάληψη της διαδικασίας έχουμε μια ακόμα καλύτερη ομαλοποίηση καθώς απαλείφονται ορισμένες μικρές μεταβολές με αποτέλεσμα ο αλγόριθμος να εκτελείται ταχύτερα. Ενδεικτικά, στα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν, ο πίνακας a παρουσίαζε μεταβολές ενώ ο πίνακας aa παρουσίαζε μεταβολές. Δεδομένου ότι ο πίνακας αυτός θα χρειαστεί να σαρωθεί περίπου 10 ή και περισσότερες φορές, γίνεται φανερό ότι βελτιώνεται αρκετά και η ταχύτητα εκτέλεσης του αλγορίθμου. οποία είναι ικανοποιητική για τις περισσότερες συσκευές όμως κάποια συγκεκριμένα φορτία για να αναγνωρισθούν απαιτείται να είναι γνωστές και αυτές οι μικρές μεταβολές ισχύος. Επομένως για τις περισσότερες αναγνωρίσεις χρησιμοποιούμε την διπλά 25

29 κανονικοποιημένη μορφή των γραφικών παραστάσεων P,Q (δηλαδή τους πίνακες aa και bb). Με το πέρας αυτού του βήματος, δημιουργούνται ορισμένες νέες μεταβλητές με σκοπό την ακόμα καλύτερη επεξεργασία των δεδομένων. Οι μεταβλητές αυτές είναι οι: A(), C(), duration1(), AA(), CC(), duration2(), B(), CCC(), duration3(), BB(), CCCC(), duration4(). Οι 3 πρώτες αφορούν την κανονικοποιημένη μορφή της γραφικής παράστασης της ενεργού ισχύος P. Στον πίνακα Α() αποθηκεύονται όλες οι μεταβολές της ενεργού ισχύος που προκύπτουν από τους παλμούς της κανονικοποιημένης γραφικής παράστασης P. Στον πίνακα C() αποθηκεύεται η χρονική στιγμή στην οποία έγινε αυτή η μεταβολή και στον πίνακα duration1() αποθηκεύεται η χρονική της διάρκεια. Όμοια η επόμενη τριάδα μεταβλητών (AA(), CC(), duration2()) αφορά την διπλά κανονικοποιημένη μορφή της γραφικής παράστασης της ενεργού ισχύος P, οι 3 επόμενες μεταβλητές (B(), CCC(), duration3()) αφορούν την κανονικοποιημένη μορφή της γραφικής παράστασης της αέργου ισχύος Q ενώ οι τελευταίες 3 αφορούν την διπλά κανονικοποιημένη μορφή της γραφικής παράστασης της αέργου ισχύος Q (BB(), CCCC(), duration4().). Έχοντας αυτές τις μεταβλητές πλέον ως κύριο μέτρο σύγκρισης, ελαχιστοποιείται το πλήθος των επαναλήψεων και των ελέγχων που θα γίνεται αργότερα αφού δεν γίνεται έλεγχος κάθε φορά όλων των στοιχείων ολόκληρης της γραφικής παράστασης, αλλά ελέγχονται μόνο τα «ενδιαφέροντα σημεία», τα οποία είναι εκείνα στα οποία εμφανίζεται κάποια μεταβολή ισχύος. Έτσι, σαρώνοντας τον πίνακα AA() μπορούμε να δούμε τις περισσότερες σημαντικές μεταβολές που έγιναν στην κατανάλωση ενεργού ισχύος και σε συνδυασμό με τον πίνακα CC() και duration2() μπορούμε να τις προσδιορίσουμε χρονικά. Όμοια, χρησιμοποιώντας τον πίνακα BB() μπορούμε να δούμε τις σημαντικές μεταβολές της αέργου ισχύος και να διαχωρίσουμε τα φορτία με έντονο επαγωγικό χαρακτήρα. Όταν ολοκληρωθεί και αυτή η διαδικασία, έχουν οριστεί πλέον όλα τα δεδομένα και οι χρήσιμες μεταβλητές και ο αλγόριθμος είναι έτοιμος να προχωρήσει στην διαδικασία ομαδοποίησης και διαχωρισμού των στοιχείων. 26

30 Έτσι, το δεύτερο στάδιο όπως περιγράφηκε παραπάνω, περιλαμβάνει την αναγνώριση επαγωγικών στοιχείων που παρουσιάζουν έντονες μεταβολές στην άεργο ισχύ Q. Με κριτήριο το επίπεδο της καταναλώμενης αέργου ισχύος που προκύπτουν είτε άμεσα από την γραφική παράσταση της αέργου ισχύος είτε έμμεσα χρησιμοποιώντας τις κανονικοποιημένες μορφές της (κυρίως τους πίνακες BB() και bb()), τη χρονική διάρκεια και την διακοπτικότητα ή όχι των στοιχείων, αναγνωρίζεται το πλυντήριο ρούχων και o φούρνος μικροκυμάτων. Ξεκινώντας από το πλυντήριο των ρούχων, γίνεται έλεγχος στη γραφική παράσταση της αέργου ισχύος. Αν η άεργος ισχύς μεταβάλλεται μεταξύ VAr και οι μεταβολές αυτές διαρκούν χρονικό διάστημα μικρότερο από 1000 παρατηρήσεις, έχουμε ενδεχομένως λειτουργία πλυντηρίου ρούχων. Για να επιβεβαιωθεί όμως το φαινόμενο, πρέπει να εντοπιστούν τουλάχιστον 10 τέτοιες συνεχόμενες μεταβολές. Επειδή όμως είναι πολύ πιθανόν να παρεμβάλλονται και άλλες άσχετες μεταβολές ισχύος, οφείλουμε να αφήνουμε πάντα ένα περιθώριο για άλλες μεταβολές ενδιάμεσα στο πλυντήριο ρούχων. Αν λοιπόν βρεθούν 10 μεταβολές που να αντιστοιχούν σε πλυντήριο πιάτων, είμαστε βέβαιοι ότι έχει τεθεί σε λειτουργία το πλυντήριο ρούχων. Από κει και ύστερα, αναζητούμε και όλες τις υπόλοιπες μεταβολές που ικανοποιούν τα παραπάνω κριτήρια για το πλυντήριο ρούχων, μηδενίζουμε τις μεταβολές για να μην μπορούν να αντιστοιχηθούν σε κάποιο άλλο φορτίο και υπολογίζουμε την ενεργό ισχύ που καταναλώθηκε στο συγκεκριμένο χρονικό διάστημα για τη μέτρηση της ενέργειας. Εν συνεχεία, προχωράμε στον φούρνο μικροκυμάτων. Εδώ αναζητούμε τα σημεία στα οποία η άεργος ισχύς αρχικά παρουσιάζει μια αιχμή της τάξης των 500VAr και πάνω, εν συνεχεία μειώνεται κατά περίπου 300VAr όπου και παραμένει σταθερή για λίγη ώρα, μέχρις ότου να πέσει και πάλι στα αρχικά επίπεδα. Εφόσον πληρούνται τα παραπάνω κριτήρια, αναζητώνται οι μεταβολές στην ενεργό ισχύ για τη μέτρηση της ενέργειας και μηδενίζονται οι μεταβολές που έχουν αντιστοιχισθεί στο φούρνο μικροκυμάτων. 27

31 Αφού αναγνωρίσθηκαν πλέον τα επαγωγικά φορτία, προχωράμε στα ωμικά τα οποία εμφανίζουν διακοπτικό χαρακτήρα. Αυτά διαχωρίζονται με βάση την χρονική διάρκεια των καταστάσεων HIGH και LOW σε συνδυασμό με το επίπεδο της καταναλώμενης ενεργού ισχύος. Αρχικά αναγνωρίζουμε το μάτι κουζίνας, τον φούρνο και την καφετιέρα. Τα τρία αυτά φορτία παρουσιάζουν την ίδια μορφή γραφικής παράστασης ενεργού ισχύος επομένως αναγνωρίζονται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο. Πρώτα γίνεται αναζήτηση για πιθανό ξεκίνημα λειτουργίας για το καθένα από τα παραπάνω φορτία με κριτήρια την κατανάλωση ενεργού ισχύος και χρονικής διάρκειας ON και OFF. Έπειτα εφόσον εντοπίσουμε 5 ακόμα μεταβολές που αντιστοιχούν στο φορτίο που θέλουμε να αναγνωρίσουμε, είμαστε βέβαιοι πως το «ενδεχόμενο» μέχρι εκείνη τη στιγμή άνοιγμα έχει επιβεβαιωθεί και αναζητούμε και όλες τις υπόλοιπες μεταβολές για να τις αντιστοιχίσουμε στο αναγνωρισθέν φορτίο και να βρούμε το τέλος λειτουργίας του. Όπως έγινε και προηγούμενα, πάντα αφήνουμε ένα περιθώριο για άσχετες μεταβολές προκειμένου ο αλγόριθμος να είναι όσο το δυνατόν πιο λειτουργικός. Εφόσον έχουμε βρει πλέον όλες τις μεταβολές και τις έχουμε αντιστοιχίσει στο φορτίο που εξετάζουμε, τις μηδενίζουμε και υπολογίζουμε την ισχύ που καταναλώθηκε από τις μεταβολές αυτές. Παρόμοια είναι η διαδικασία και με το πλυντήριο πιάτων με την μόνη διαφορά ότι εκεί έχουμε αρχικά μια σύντομη και μικρή μεταβολή ενεργού ισχύος της τάξης των W και στη συνέχεια μια μεγαλύτερη της τάξης των 2KW για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έπειτα, όπως και προηγουμένως, έχοντας βρει τις μεταβολές που αντιστοιχούν στο πλυντήριο πιάτων, τις μηδενίζουμε και μετράμε την ενέργεια που κατανάλωσε. Ως διακοπτικό φορτίο θα μπορούσε να θεωρηθεί και το ψυγείο το οποίο εμφανίζει μια μεγάλη και σύντομη αιχμή τόσο ενεργού όσο και αέργου ισχύος, εν συνεχεία σταθεροποιείται η τιμή της ενεργού ισχύος αρκετά χαμηλότερα (περίπου W περισσότερα από την κατάσταση λίγο πριν την αιχμή) και έπειτα από ένα χρονικό διάστημα μεταβαίνει σε κατάσταση OFF. Η αναγνώριση του ψυγείου 28

32 είναι αρκετά εύκολη διαδικασία όμως η μέτρηση της κατανάλωσης της ισχύος του είναι αρκετά πολύπλοκη ειδικά όταν είναι σε λειτουργία πολλά φορτία. Για το λόγο αυτό γίνεται μια προσεγγιστική μέτρηση της ισχύος του. Μετρώνται όλα τα σημεία που αναγνωρίζονται ως κατάσταση ON του ψυγείου και έπειτα υπολογίζεται μια μέση ισχύς σε 1 περίοδο λειτουργίας. Πολλαπλασιάζοντας το πλήθος των αναγνωρισμένων μεταβολών με την «μέση καταναλωθείσα ενέργεια σε μία περίοδο», προκύπτει προσεγγιστικά η κατανάλωση του ψυγείου στο χρονικό διάστημα που εξετάζουμε. Εφόσον ολοκληρώθηκε η διαδικασία και με τα διακοπτικά ωμικά φορτία, οι εναπομένουσες μεταβολές θα αντιστοιχηθούν σε ωμικά φορτία με μοναδικό κριτήριο το επίπεδο της καταναλώμενης ενεργού ισχύος. Τέτοια φορτία είναι το θερμοσίφωνο, το πιστολάκι και το αερόθερμο τα οποία εμφανίζουν μια άνοδο ενεργού ισχύος, σταθεροποίηση σε μια τιμή και έπειτα κλείσιμο επιστρέφοντας στα αρχικά επίπεδα ισχύος. Τέλος, σημειώνεται ότι γίνονται τρεις υπολογισμοί για την συνολική κατανάλωση της ενεργού ισχύος. Ένας από το εμβαδόν που προκύπτει από τη γραφική παράσταση της ενεργού ισχύος P (τα στοιχεία του πίνακα x()), ένας από το εμβαδόν που προκύπτει από την κανονικοποιημένη μορφή της γραφικής παράστασης της ενεργού ισχύος P (τα στοιχεία του πίνακα a()) και ένας από το εμβαδόν που προκύπτει από την διπλά κανονικοποιημένη μορφή της γραφικής παράστασης της ενεργού ισχύος P (τα στοιχεία του πίνακα aa()). Τα αποτελέσματα των υπολογισμών μετατράπηκαν και σε κιλοβατώρες (KWh) για καλύτερη αντίληψη των αριθμών. 29

33 4.4 Χαρακτηριστικά συσκευών Παρακάτω παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικάκριτήρια σύμφωνα με τα οποία έγινε ο διαχωρισμός των φορτίων Συσκευές που αναγνωρίζονται κυρίως με βάση την κατανάλωση αέργου ισχύος Πλυντήριο Ρούχων: 1. Διακοπτικό φαινόμενο. 2. Κατανάλωση αέργου ισχύος της τάξης των VAr. 3. Τουλάχιστον 10 μεταβάσεις από την κατάσταση HIGH στην κατάσταση LOW ή το αντίστροφο. 4. Μικρές χρονικές διάρκειες τόσο της κατάστασης HIGH όσο και της κατάστασης LOW. Πρέπει να είναι πάντα μικρότερες από 1000 παρατηρήσεις ή 200 δευτερόλεπτα. Φούρνος μικροκυμάτων: 1. Σύντομη αιχμή της αέργου ισχύος της τάξης των VAr. 2. Πτώση αέργου ισχύος της τάξης των VAr και σταθεροποίησή της για ένα εύλογο χρονικό διάστημα. 3. Πτώση αέργου ισχύος και πάλι στα αρχικά επίπεδα (περίπου 200VAr επιπλέον). 4. Χαρακτηριστικός παλμός στο γράφημα της ενεργού ισχύος της τάξης των 1500W στο αντίστοιχο χρονικό διάστημα. 30

34 4.4.2 Συσκευές που αναγνωρίζονται κυρίως με βάση την κατανάλωση ενεργού ισχύος Μάτι Κουζίνας: 1. Διακοπτικό φαινόμενο 2. Άνοδος ενεργού ισχύος της τάξης των 1500W-2150W (περίπου 1825W κατά μέσο όρο) 3. Μεγάλη χρονική διάρκεια της πρώτης κατάστασης ΟΝ (πάντα μικρότερη από 3500 παρατηρήσεις ή 700 δευτερόλεπτα με τυπική τιμή γύρω στις 2000 παρατηρήσεις ή 400 δευτερόλεπτα) 4. Αισθητά μικρότερη χρονική διάρκεια των υπολοίπων καταστάσεων ΟΝ (κάτω από 500 παρατηρήσεις ή 100 δευτερόλεπτα) 5. Πολύ μικρή διάρκεια κατάστασης OFF (κάτω από 250 παρατηρήσεις ή 50 δευτερόλεπτα) Φούρνος: 1. Διακοπτικό φαινόμενο. 2. Άνοδος ενεργού ισχύος της τάξης των 1800W-2500W (περίπου 2150W κατά μέσο όρο). 3. Μεγάλη χρονική διάρκεια της πρώτης κατάστασης ΟΝ (πάντα μικρότερη από 2500 παρατηρήσεις ή 500 δευτερόλεπτα με τυπική τιμή γύρω στις 2000 παρατηρήσεις ή 400 δευτερόλεπτα). 4. Μεγάλη διάρκεια κατάστασης OFF (κάτω από 3000 παρατηρήσεις ή 600 δευτερόλεπτα). Πλυντήριο Πιάτων: 1. Διακοπτικό φαινόμενο. 2. Μία έως τέσσερις γρήγορες μεταβολές ενεργού ισχύος της τάξης των 100W-350W και χρονική διάρκεια τόσο της 31

35 κατάστασης HIGH όσο και της κατάστασης LOW μικρότερη από 100 παρατηρήσεις ή 20 δευτερόλεπτα) 3. Στη συνέχεια ένας περίπου σταθερός παλμός με άνοδο 1700W- 2300W και χρονική διάρκεια μικρότερη από 5000 παρατηρήσεις ή 1000 δευτερόλεπτα. 4. Τα χαρακτηριστικά 2,3 επαναλαμβάνονται περισσότερες από 1 φορές, συνθέτοντας το φαινόμενο. Καφετιέρα: 1. Διακοπτικό φαινόμενο. 2. Άνοδος ενεργού ισχύος της τάξης των 500W-1200W (περίπου 850W κατά μέσο όρο). 3. Χρονική διάρκεια κατάστασης ΟΝ κάτω από 800 παρατηρήσεις ή 160 δευτερόλεπτα. 4. Χρονική διάρκεια κατάστασης OFF κάτω από 400 παρατηρήσεις ή 80 δευτερόλεπτα. Θερμοσίφωνο: 1. Συσκευή που λειτουργεί καταναλώνοντας περίπου σταθερή ποσότητα ενεργού ισχύος. 2. Άνοδος ενεργού ισχύος της τάξης των 3300W-6000W (περίπου 4650W κατά μέσο όρο) Αερόθερμο: 1. Συσκευή που λειτουργεί καταναλώνοντας περίπου σταθερή ποσότητα ενεργού ισχύος. 2. Άνοδος ενεργού ισχύος της τάξης των 1600W-2000W (περίπου 1800W κατά μέσο όρο). 32

36 4.4.3 Συσκευές που αναγνωρίζονται κυρίως χρησιμοποιώντας τόσο την ενεργό όσο και την άεργο ισχύ Ψυγείο: 1. Στιγμιαία άνοδος ενεργού ισχύος της τάξης των 1500W και έπειτα πτώση και σταθεροποίηση της ισχύος στα W για μεγάλο χρονικό διάστημα. 2. Στιγμιαία άνοδος αέργου ισχύος της τάξης των 500VAr (ταυτόχρονα με την ενεργό ισχύ). 3. Διακοπτικό φαινόμενο. 33

37 4.5 Αποτελέσματα και σχολιασμός Παρακάτω παρατίθενται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την εκτέλεση του αλγορίθμου σε 2 φύλλα μετρήσεων για έναν οικιακό καταναλωτή σε έναν χρονικό ορίζοντα 4 ημερών. Σημειώνεται ότι οι μετρήσεις ενεργού και αέργου ισχύος γίνονται ανά 200ms (5 μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο) και επομένως στα διαγράμματα του Matlab ο άξονας x αναφέρεται σε παρατηρήσεις και όχι δευτερόλεπτα ή λεπτά. Παρόλα αυτά, στα περισσότερα σημεία γίνεται μετατροπή του χρόνου σε παρατηρήσεις και αντίστροφα για ευκολότερη αντίληψη της ενεργειακής κατανάλωσης. Επιπλέον, τονίζεται ότι τα κριτήρια του αλγορίθμου έχουν σχεδιαστεί για να τρέχουν σε δεδομένα με 5 παρατηρήσεις ανά δευτερόλεπτο επομένως για την χρησιμοποίησή του σε άλλες περιπτώσεις ενδέχεται να χρειαστεί μετατροπές στον άξονα των μετρήσεων για να λειτουργήσει ορθά. 34

38 4.5.1 Πρώτη σειρά μετρήσεων Διάστημα (12:24-12:26, 25 Μαρ 2013): 0.55Wh Ώρα Άνοιγμα Ώρα Κλείσιμο Είδος Φορτίου Έναρξης (παρατήρηση) Λήξης (παρατήρηση) 12: Στύφτης Στο χρονικό διάστημα αυτό, παρουσιάζεται η γραφική παράσταση κατανάλωσης ενεργού και αέργου ισχύος μιας μηχανής στυψίματος. Από το παραπάνω διάγραμμα φαίνεται ότι μια τέτοια μηχανή καταναλώνει περίπου 20W ενεργού ισχύος και 30Var αέργου ισχύος. Οι ποσότητες αυτές μπορούν να θεωρηθούν αμελητέες σε 35

39 σύγκριση με τα υπόλοιπα μεγάλα φορτία και η κατανάλωσή τους (περίπου 0.55 Wh) μπορεί να θεωρηθεί μηδενική εφόσον και το χρονικό διάστημα στο οποίο λειτουργούν είναι πάρα πολύ μικρό. Διάστημα (13:30-14:10, 25 Μαρ 2013): 1.53KWh x 10 4 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 13: : Μάτι Κουζίνας 13: : Ραδιόφωνο 13: : Φούρνος 13: : Απορροφητήρας 36

40 Στο χρονικό διάστημα αυτό εμφανίζονται όπως φαίνεται και από το πρόγραμμα χρήσης δύο διακοπτικά στοιχεία: το μάτι κουζίνας και ο φούρνος. Το ραδιόφωνο και ο απορροφητήρας καταναλώνουν πολύ μικρό ποσοστό της ισχύος και δεν μπορούν να διακριθούν και επομένως να αναγνωριστούν ανάμεσα στα υπόλοιπα μεγάλα φορτία. Αποτελέσματα αλγορίθμου: Φορτίο Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Μάτι κουζίνας KWh Φούρνος KWh ΣΥΝΟΛΟ KWh Παρατηρούμε ότι το μάτι κουζίνας αναγνωρίστηκε σωστά ενώ ο φούρνος παρουσιάζει ένα μικρό σφάλμα. Αυτό συμβαίνει επειδή τόσο το μάτι κουζίνας όσο και ο φούρνος καταναλώνουν περίπου την ίδια ενεργό ισχύ και είναι πρακτικά αδύνατον να «καταλάβει» ο αλγόριθμος ότι στην παρατήρηση άνοιξε ο φούρνος. Αν ο αλγόριθμος εμφάνιζε τόσο μεγάλη ευαισθησία, θα ήταν πρακτικά αδύνατον να λειτουργήσει. Επομένως, αντιλαμβάνεται ως άνοιγμα του φούρνου την στιγμή 31804, όταν δηλαδή το μάτι έχει ήδη κλείσει. Από ενεργειακής άποψης, τα δύο φορτία που αναγνωρίσθηκαν καταναλώνουν KWh ενώ η αναλυτική μέτρηση για το διάστημα που εξετάζεται είναι 1.53 KWh. Επομένως, όπως αναλύθηκε αρχικά, δεδομένου ότι το ψυγείο βρίσκεται σε λειτουργία όλο το χρονικό διάστημα, μπορούμε να πούμε ότι αθροιστικά για τα δύο φορτία η αναγνώριση έγινε σωστά αν και πρακτικά ο φούρνος καταναλώνει μεγαλύτερο μέρος της ισχύος. 37

41 Διάστημα (16:10-17:40, 25 Μαρ 2013): 1.981KWh x 10 4 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 16: : Φορτιστής ipad 16: : Ραδιόφωνο 16: : Μάτι Κουζίνας 16: : Μάτι Κουζίνας 16: : Απορροφητήρας 16: Multi 16: Στύφτης 17: : Μίξερ 38

42 Ο φορτιστής ipad (κατανάλωση ενεργού ισχύος περίπου 10W), το multi (κατανάλωση ενεργού ισχύος της τάξης των 100W για λιγότερο από 1 λεπτό), το μίξερ (κατανάλωση ενεργού ισχύος της τάξης των 80W) αλλά και ο στύφτης και ο απορροφητήρας όπως αναλύθηκαν παραπάνω, είναι φορτία πολύ χαμηλής ισχύος που δεν μπορούν να διακριθούν όταν τα επίπεδα της ενεργού ισχύος είναι της τάξης των W. Αποτελέσματα αλγορίθμου: Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα Φορτίο (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Μάτι κουζίνας KWh Ο αλγόριθμος αναγνωρίζει το άνοιγμα του ματιού κουζίνας, αν και δεν μπορεί να αναγνωρίσει την ταυτόχρονη ύπαρξη και του δεύτερου ματιού που εμφανίζει παρόμοια χαρακτηριστικά και επομένως το θεωρεί σαν ένα ενιαίο γεγονός και όχι σαν δύο ξεχωριστά. Επιπλέον, αν και στο πρόγραμμα χρήσης αναφέρεται πως το δεύτερο μάτι κλείνει κατά την παρατήρηση 92400, στο διάγραμμα φαίνεται πως το μάτι κλείνει περίπου στην παρατήρηση και το αποτέλεσμα αυτό επαληθεύεται και από τον αλγόριθμο. Επομένως πρόκειται για σφάλμα μέτρησης ή καταγραφής και όχι σφάλμα υπολογισμού του αλγορίθμου. Ενεργειακά, οι KWh που αναγνωρίσθηκαν, μπορούμε να πούμε ότι καλύπτουν πλήρως τη μετρούμενη ενεργειακή κατανάλωση των 1.981ΚWh (σε συνδυασμό πάντα και με την λειτουργία του ψυγείου), γεγονός που αποδεικνύει και την μικρή κατανάλωση των υπολοίπων φορτίων. 39

43 Διάστημα (17:40 19:18, 25 Μαρ 2013): 5.26KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 17: : Μάτι Κουζίνας 18: : Θερμοσίφωνο 18: : Φούρνος 18: : Φούρνος 18: : Φως σαλονιού 18: : Laptop 19: : Τηλεόραση Το φως σαλονιού και το laptop (κατανάλωση ενεργού ισχύος περίπου 60W έκαστο) αλλά και η τηλεόραση (της τάξης των 40

44 120W) είναι στοιχεία που δεν μπορούν να διακριθούν και πάλι λόγω χαμηλής κατανάλωσης ενεργού και αέργου ισχύος. Έτσι, απομένουν να αναγνωριστούν ο φούρνος, το μάτι κουζίνας και το θερμοσίφωνο. Αποτελέσματα αλγορίθμου: Φορτίο Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Μάτι κουζίνας KWh Φούρνος KWh Θερμοσίφωνο KWh ΣΥΝΟΛΟ 4.32 KWh Παρατηρούμε ότι τόσο το μάτι κουζίνας όσο και το θερμοσίφωνο αναγνωρίσθηκαν σωστά ενώ ο φούρνος παρουσιάζει το πρόβλημα που αναφέρθηκε και παραπάνω όταν λειτουργεί ταυτόχρονα με το μάτι κουζίνας. Επιπλέον, το χρονικό διάστημα που μένει κλειστός δεν είναι αρκετό για να διαχωριστούν ως δύο διαφορετικά γεγονότα και επομένως ο αλγόριθμος το υπολογίζει σαν ένα ενιαίο γεγονός. Ενεργειακά, όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, o φούρνος θα έπρεπε να έχει μεγαλύτερο ποσοστό της καταναλώμενης ισχύος από το μάτι κουζίνας αλλά το χρονικό διάστημα είναι πρακτικά πολύ δύσκολο να αναγνωρισθεί ως λειτουργία φούρνου. Για τον λόγο αυτό παρουσιάζεται και μια απόκλιση στην συνολική καταναλώμενη ενέργεια όπου φαίνεται να καταναλώνονται 4.32KWh από τις 5.26KWh που μετρήθηκαν από τη γραφική παράσταση. 41

45 Διάστημα (20:42 21:01, 25 Μαρ 2013): 0.62KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Είδος Φορτίου Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης 20: : Αερόθερμο Στο χρονικό διάστημα αυτό, εμφανίζεται η γραφική παράσταση της κατανάλωσης ισχύος ενός αερόθερμου. Αποτελέσματα αλγορίθμου: Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα Φορτίο (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Αερόθερμο KWh 42

46 Παρατηρούμε ότι ο αλγόριθμος έκανε σωστή αναγνώριση με πολύ καλή ακρίβεια τόσο χρονικά όσο και ενεργειακά καθώς αναγνωρίσθηκαν 0.49 από τις 0.59 KWh. Διάστημα (07:32 08:30, 26 Μαρ 2013): 1.638KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 7: : Θερμοσίφωνο 7: : Αερόθερμο 8: Μικροκυμάτων φούρνος 8: : Πιστολάκι 43

47 Αποτελέσματα αλγορίθμου: Φορτίο Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια Φούρνος μικροκυμάτων KWh Αερόθερμο KWh Θερμοσίφωνο KWh Πιστολάκι KWh ΣΥΝΟΛΟ KWh Από τα παραπάνω αποτελέσματα παρατηρούμε ότι όλες οι συσκευές αναγνωρίσθηκαν με πολύ καλή ακρίβεια τόσο χρονικά όσο και ενεργειακά καθώς η μετρούμενη καταναλώμενη ενέργεια (1.638 KWh) δε διαφέρει σημαντικά από την υπολογιζόμενη καταναλώμενη ενέργεια (1.5227KWh). 44

48 Διάστημα (18:40 19:14, 26 Μαρ 2013): 0.938KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 18: : Μάτι Κουζίνας 18: : Τηλεόραση 18: : Απορροφητήρας 19: : Μάτι Κουζίνας 19: : Φως σαλονιού Όπως αναφέρθηκε και προηγούμενα, η τηλεόραση, ο απορροφητήρας και το φως σαλονιού δε θα μας απασχολήσουν λόγω της μικρής καταναλώμενης ισχύος. 45

49 Αποτελέσματα αλγορίθμου: Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα Φορτίο (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Μάτι κουζίνας KWh Όπως και προηγούμενα, η ταυτόχρονη χρήση δύο ματιών δεν διαχωρίζεται, θεωρώντας το όμως ως ένα ενιαίο γεγονός, ο αλγόριθμος υπολογίζει και εδώ σωστά τη χρονική στιγμή ανοίγματος και κλεισίματος της συσκευής. Ενεργειακά, ο αλγόριθμος υπολόγισε καταναλώμενη ενέργεια λίγο μεγαλύτερη από την μετρούμενη γεγονός που οφείλεται πιθανότατα σε στρογγυλοποιήσεις κατά την διαδικασία της κανονικοποίησης. 46

50 Διάστημα (08:00 08:06, 27 Μαρ 2013): KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Είδος Φορτίου Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης 8: : Μικροκυμάτων φούρνος Αποτελέσματα αλγορίθμου: Φορτίο Φούρνος μικροκυμάτων Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια KWh Παρατηρούμε ότι ο φούρνος μικροκυμάτων αναγνωρίσθηκε με πολύ καλή ακρίβεια τόσο χρονικά, όσο και ενεργειακά. 47

51 Τέλος, ενώ δεν υπάρχει κάποια ένδειξη από το πρόγραμμα χρήσης, ο αλγόριθμος εντόπισε και δύο ακόμα λειτουργίες φορτίων που δεν εμφανίζονται στο πρόγραμμα χρήσης συσκευών. Τα αποτελέσματα αυτά του αλγόριθμου καθώς και τα διαγράμματα κατανάλωσης της ισχύος για τα εν λόγω χρονικά διαστήματα παρουσιάζονται παρακάτω: Τέλος, ενώ δεν υπάρχει κάποια ένδειξη από το πρόγραμμα χρήσης, ο αλγόριθμος εντόπισε και δύο ακόμα λειτουργίες φορτίων που δεν εμφανίζονται στο πρόγραμμα χρήσης συσκευών. Τα αποτελέσματα αυτά του αλγόριθμου καθώς και τα διαγράμματα κατανάλωσης της ισχύος για τα εν λόγω χρονικά διαστήματα παρουσιάζονται παρακάτω: 48

52 Διάστημα (21:16 21:18, 27 Μαρ 2013): KWh Φορτίο Φούρνος μικροκυμάτων Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια KWh x

53 Διάστημα (08:38 08:43, 27 Μαρ 2013): KWh Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα Φορτίο (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Μάτι κουζίνας KWh x 10 5 Άρα, σύμφωνα με τα παραπάνω, ο αλγόριθμος έδωσε σωστό αποτέλεσμα και στις συγκεκριμένες περιπτώσεις, παρόλο που στο πρόγραμμα χρήσης δεν επαληθεύεται η ύπαρξη αυτών των δύο φορτίων στα συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. 50

54 Συνοψίζοντας λοιπόν τα παραπάνω, από την πρώτη σειρά μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν σε σύνολο καταναλώμενης ενέργειας KWh, αναγνωρίσθηκαν οι 14.8 ΚWh. Από αυτές, τα φορτία που αναγνωρίσθηκαν παρουσιάζονται συνοπτικά παρακάτω: Ενεργειακή Κατανάλωση 5% 0% 18% 24% Ψυγείο Θερμοσίφωνο Φούρνος 24% 21% Φούρνος μικροκυμάτων Μάτι κουζίνας 8% Πιστολάκι Αερόθερμο 0% Μη αναγνωρισμένα 51

55 4.5.2 Δεύτερη σειρά μετρήσεων Διάστημα (18:29 18:50, 27 Μαρ 2013): 0.138KWh x 10 4 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Είδος Φορτίου Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης 18: : Μάτι Κουζίνας Αποτελέσματα αλγορίθμου: Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα Φορτίο (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Μάτι κουζίνας KWh 52

56 Παρατηρούμε ότι παρόλο που το πρόγραμμα χρήσης παρουσιάζει κάποιες διαφορές με το αποτέλεσμα του αλγορίθμου, παρατηρώντας την γραφική παράσταση μπορούμε να πούμε ότι το μάτι κουζίνας αναγνωρίσθηκε με αρκετά καλή ακρίβεια σε χρονικό αλλά και ενεργειακό επίπεδο. Διάστημα (20:30 21:30, 27 Μαρ 2013): 3.096KWh x 10 4 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 20: : Θερμοσίφωνο 20: : Laptop 53

57 Αποτελέσματα αλγορίθμου: Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα Φορτίο (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Θερμοσίφωνο KWh Το laptop όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, καταναλώνει πολύ μικρό ποσοστό τόσο ενεργού όσο και αέργου ισχύος και αγνοείται. Το θερμοσίφωνο αναγνωρίζεται με πολύ καλή ακρίβεια. Διάστημα (08:01 08:11, 28 Μαρ 2013): 0.011KWh x

58 Αποτέλεσμα αλγορίθμου Φορτίο Φούρνος μικροκυμάτων Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια KWh Στην περίπτωση αυτή δεν αναφέρεται ακριβώς η χρονική στιγμή ούτε του ανοίγματος ούτε του κλεισίματος του φούρνου μικροκυμάτων στο πρόγραμμα χρήσης, όμως παρατηρώντας την γραφική παράσταση συμπεραίνουμε πως το αποτέλεσμα του αλγορίθμου είναι σωστό. 55

59 Διάστημα (08:35 09:15, 28 Μαρ 2013): 0.805KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Έναρξης Παρατήρηση Έναρξης Ώρα Λήξης Παρατήρηση Λήξης 8: : Είδος Φορτίου Πλυντήριο Πιάτων Αποτελέσματα αλγορίθμου Φορτίο Πλυντήριο πιάτων Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια KWh 56

60 Παρατηρούμε ότι το πλυντήριο πιάτων αναγνωρίζεται με αρκετά καλή ακρίβεια από τον αλγόριθμο. 57

61 Διάστημα (09:42 09:43, 28 Μαρ 2013): KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Είδος Φορτίου Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης 9: : Μικροκυμάτων φούρνος Αποτέλεσμα αλγορίθμου Φορτίο Φούρνος μικροκυμάτων Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια KWh 58

62 Παρατηρούμε ότι και σε αυτή την περίπτωση ο αλγόριθμος εμφανίζει σωστά αποτελέσματα τόσο ενεργειακά όσο και χρονικαά. Διάστημα (15:20 15:56, 28 Μαρ 2013): 0.566KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 15: : Μικροκυμάτων φούρνος 15: : Μικροκυμάτων φούρνος 15: : Μάτι Κουζίνας 15: : Απορροφητήρας Αποτέλεσμα αλγορίθμου 59

63 Φορτίο Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια Φούρνος μικροκυμάτων KWh Μάτι κουζίνας KWh Στο χρονικό αυτό διάστημα, παρατηρούμε πως το μάτι κουζίνας αναγνωρίστηκε σωστά. Στην περίπτωση του φούρνου μικροκυμάτων, όπως και παραπάνω, δεν μπόρεσε να γίνει ο διαχωρισμός των δύο ανοιγμάτων ως διαφορετικά γεγονότα. Η ακρίβεια πάντως της χρονικής στιγμής του ανοίγματος και του κλεισίματος είναι αρκετά καλή. Ενεργειακά οι KWh είναι περίπου οι μισές γεγονός που οφείλεται στην ταυτόχρονη χρήση ματιού κουζίνας και φούρνου μικροκυμάτων. Η μη ολοκληρωμένη αναγνώριση του φούρνου μικροκυμάτων σε συνδυασμό και πάλι με τη λειτουργία του ψυγείου οδηγεί σε αυτό το λάθος. 60

64 Διάστημα (15:20 15:56, 28 Μαρ 2013): 1.117KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 20: : Πλυντήριο Ρούχων 20: : Μικροκυμάτων φούρνος 21: : Τηλεόραση Αποτέλεσμα αλγορίθμου Φορτίο Πλυντήριο ρούχων Φούρνος μικροκυμάτων Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια KWh KWh 61

65 Στην περίπτωση αυτή, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η τηλεόραση καταναλώνει πολύ μικρό ποσοστό της ισχύος και αγνοείται ενώ τα άλλα δύο φορτία αναγνωρίζονται με πολύ καλή ακρίβεια. Ενεργειακά μπορεί να φαίνεται πως οι KWh που αναγνωρίζονται είναι λίγες, αν όμως συνυπολογιστεί ότι το διάστημα που εξετάζεται είναι πολύ μεγάλο (45000 μετρήσεις) η επίδραση από την λειτουργία του ψυγείου είναι αρκετά έντονη. 62

66 Διάστημα (08:15 08:19, 29 Μαρ 2013): KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Είδος Φορτίου Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης 8: Μικροκυμάτων φούρνος Αποτέλεσμα αλγορίθμου Φορτίο Άνοιγμα (παρατήρηση) Κλείσιμο (παρατήρηση) Καταναλωθείσα Ενέργεια Φούρνος KWh μικροκυμάτων Παρατηρούμε ότι το φορτίο αναγνωρίσθηκε σωστά και σε αυτή την περίπτωση. 63

67 Διάστημα (20:48 20:58, 29 Μαρ 2013): KWh x 10 5 Πρόγραμμα χρήσης σύμφωνα με μετρήσεις: Ώρα Παρατήρηση Ώρα Παρατήρηση Έναρξης Έναρξης Λήξης Λήξης Είδος Φορτίου 20: : Μάτι Κουζίνας 21: : Τηλεόραση Αποτέλεσμα αλγορίθμου Άνοιγμα Κλείσιμο Καταναλωθείσα Φορτίο (παρατήρηση) (παρατήρηση) Ενέργεια Μάτι κουζίνας KWh 64

68 Τέλος, και σε αυτή την περίπτωση, ο αλγόριθμος έδωσε σωστά αποτελέσματα με πολύ καλή ακρίβεια τόσο χρονικά όσο και ενεργειακά. Συνοψίζοντας λοιπόν τα παραπάνω, από την δεύτερη σειρά μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν σε σύνολο καταναλώμενης ενέργειας KWh, αναγνωρίσθηκαν οι ΚWh. Από αυτές, τα φορτία που αναγνωρίσθηκαν παρουσιάζονται συνοπτικά παρακάτω: Ενεργειακή Κατανάλωση 5% 1% 2% 3% 0% 72% 17% Θερμοσίφωνο Ψυγείο Πλυντήριο πιάτων Μάτι κουζίνας Φούρνος μικροκυμάτων Πλυντήριο ρούχων Μη αναγνωρισμένα 65