Closure Rules for Non-Intrusive Appliance Load Monitoring - - PowerPoint PPT Presentation

Closure ¡Rules ¡for ¡Non-­‑Intrusive ¡Appliance ¡Load ¡ Monitoring ¡

• Drs. ¡Hampden ¡Kuhns, ¡Morien ¡Roberts, ¡& ¡Babak ¡Bastami ¡

Load ¡IQ ¡LLC ¡

• Formed ¡in ¡2007 ¡in ¡Reno, ¡NV ¡
• >$1M ¡Grant ¡Funded ¡(California ¡Energy ¡

Commission, ¡Nevada ¡InsCtute ¡of ¡Renewable ¡ Energy ¡CommercializaCon, ¡NaConal ¡Science ¡ FoundaCon, ¡Dept. ¡of ¡Energy) ¡

• Ongoing ¡paid ¡trials ¡with ¡Siemens, ¡ATT, ¡& ¡GDF ¡

Suez ¡

• 2011 ¡Clean ¡Tech ¡Open ¡Finalist ¡ ¡
• Four ¡Patents ¡

Non-­‑Intrusive ¡Load ¡Monitoring ¡(NILM) ¡

• Measuring ¡

mulCple ¡loads ¡ from ¡a ¡single ¡ point ¡of ¡ measurement ¡

L1 L2 L3 N ADC NAND 2GB DDR2 SPI I U RF Cortex-­‑A8

BREAKER ~

• ­‑

L1 L2 L3 N PE L2 L3 N PE

PUMP ¡FAN

3~ MOTOR

L1 L3 N PE L1 L2 L3 N PE

~

• ­‑

~

• ­‑

P F C

L1 L2 L3 N PE

~

• ­‑

~

• ­‑

LoadIQ’s Utility ¡Accountant

Utility ¡meters

Tablet ¡for ¡Labeling Cloud

Two ¡kinds ¡of ¡states: ¡Steady ¡& ¡TransiMon ¡

• ­‑10
• ­‑5

5 10 15 20

• ­‑1750
• ­‑1500
• ­‑1250
• ­‑1000
• ­‑750
• ­‑500
• ­‑250

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 6:46:00 6:46:10 6:46:20 6:46:30 6:46:40 6:46:50 6:47:00 6:47:10 6:47:20 6:47:30 6:47:40 Z ¡Value Circuit ¡Power ¡(W) Time ¡(HH:MM:SS) P(t) Z(t); ¡j ¡= ¡2 ¡s; ¡k ¡= ¡2 ¡s

A B T1 C D T2 Steady State Steady State Steady State

Time ¡Series ¡and ¡State ¡Maps ¡

Halogen ¡(60%) ¡ Halogen ¡(100%) ¡ CFL ¡

50 100 150 200 250 300 10:47 10:48 10:50 10:51 10:53 Power ¡(W) Total ¡Power CFL Halogen ¡60% Halogen ¡(last ¡40%)

Learn ¡Appliances ¡One ¡by ¡One ¡

500 1000 1500 2000 2500 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 Power ¡(W)

Power Compact ¡Fluorescent Halogen ¡60% Halogen ¡40% Kettle Cooktop ¡Back ¡Left Cooktop ¡Front ¡Left Oven ¡Broil ¡and ¡Bake Clothes ¡Washer ¡Water Heater Clothes ¡Washer ¡A Clothes ¡Washer ¡B Coffee ¡Maker Living ¡Room ¡Heater Air ¡Conditioner Freezer Dishwasher

State ¡Diagrams ¡can ¡Get ¡Complex ¡

Real ¡Power ¡Lacks ¡Important ¡Detail ¡

• ­‑200
• ­‑100

100 200 300 400 500 600 700 I n s t a n t a n e

• u

s ¡ P

• w

e r ¡ ( W ) One ¡Voltage ¡Cycle ¡(50 ¡Hz) CFL ¡(118W) Dishwasher ¡Mode ¡(118W) Freezer ¡(119W)

Next ¡Hurdles ¡(Telephone ¡Central ¡Office) ¡

• Always ¡on ¡
• Labeling ¡
• Mysterious ¡Loads ¡

!" #!" $!" %!" &!" '!" (!" )!" *!" +!" &,#%,#$" &,#&,#$" &,#',#$" &,#(,#$" &,#),#$" &,#*,#$" &,#+,#$" &,$!,#$"

• ./01"2345"

6.789"-./01" :7;01"<.8=>" ?0@AB01C-./01" D;E9901C-./01"

850 870 890 910 930 950 970 990 4/5/12 ¡0:00 4/5/12 ¡1:00 4/5/12 ¡2:00 4/5/12 ¡3:00 4/5/12 ¡4:00 4/5/12 ¡5:00 4/5/12 ¡6:00 Phase ¡A ¡ Curent

50 ¡Desk ¡Office ¡Building ¡

5000 10000 15000 20000 25000 05-­‑02 ¡12 05-­‑02 ¡18 05-­‑03 ¡00 05-­‑03 ¡06 05-­‑03 ¡12 05-­‑03 ¡18 B 2 B ¡ P

• w

e r ¡ ( W ) Power ¡A Power ¡B Power ¡C

Many ¡unique ¡daily ¡loads ¡ Many ¡repeated ¡loads ¡ 400-­‑1500 ¡events ¡per ¡day ¡

Computers ¡in ¡Office ¡Building ¡

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

18:0019:0020:0021:0022:0023:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00

P

• w

e r ¡ ( W )

• Very ¡busy ¡circuit ¡
• 5000 ¡events/day ¡
• Dead ¡calm ¡at ¡night ¡
• Standby ¡mode ¡at ¡lunch ¡

Load ¡IQ ¡LLC ¡-­‑ ¡ConfidenCal ¡with ¡GDF ¡Suez ¡

Thank ¡you ¡-­‑ ¡QuesMons ¡