Steady state signatures in the time domain for nonintrusive appliance identification

Firmas estacionarias en el dominio del tiempo para identificación no intrusiva de aparatos

El paradigma de las redes inteligentes promueve aplicaciones de monitorización avanzada de carga para apoyar la gestión de la demanda y los ahorros energéticos. La monitorización no intrusiva de carga ha generado un creciente interés para estimar la operación y el consumo individual de potencia de los aparatos residenciales, a partir de mediciones eléctricas en un solo punto. Este enfoque aprovecha las ventajas del procesamiento de señales para reducir los esfuerzos de hardware asociados a los sistemas con múltiples sensores dedicados. Algunas características distintivas de los aparatos, llamadas firmas de carga, pueden ser extraídas de señales en estado transitorio o estable. En este artículo se investiga el efecto de algunos factores que pueden afectar las firmas estacionarias de carga bajo condiciones reales: distorsión en la tensión de suministro, impedancia de la red y frecuencia de muestreo del equipo de medida. Para tal fin, se adquirieron y procesaron mediciones eléctricas de diferentes aparatos residenciales para obtener algunos índices en el dominio del tiempo. Los resultados incluyen comparaciones entre distintos escenarios y evaluación de la idoneidad y la capacidad de discriminación de la información del estado estable.

Introducción

El paradigma de las redes inteligentes promueve aplicaciones avanzadas de monitorización de la carga para apoyar las decisiones de gestión de la demanda, como la respuesta a la demanda (control directo de la carga o gestión voluntaria de la carga basada en el precio), las prácticas de ahorro de energía o las tecnologías de eficiencia energética. Los estudios informan de que los usuarios que reciben información detallada y frecuente sobre su consumo de electricidad son propensos a modificar sus comportamientos de consumo, lo que supone un ahorro de hasta el 15 % (Electric Power Research Institute, 2009).

Aunque la información sobre el consumo de energía en las viviendas suele llegar con la factura mensual, las estrategias de gestión de la demanda requieren información más detallada y desglosada sobre el consumo de cada aparato. La información histórica, por ejemplo, las encuestas y los registros manuales, se suelen tener en cuenta para la supervisión de la carga, pero los métodos automáticos ganan interés por su laboriosidad y precisión. Un enfoque sencillo consiste en instalar un sensor específico por aparato (contadores eléctricos o, a veces, indirectamente a través de micrófonos, acelerómetros y cámaras de vídeo). Sin embargo, los elevados costes asociados a la instalación y el mantenimiento de múltiples sensores y plataformas de comunicación desaconsejan este enfoque (Tsai y Lin, 2012).