Part 2

Acquisition contrôlée de signatures
courant-tension d’appareils électriques
Projet MDE – MAC3 (Maîtrise de la Demande d’Energie –
Mesure Aveugle de Consommation des Charges au Compteur)
Présenté par : Thomas PICON (ingénieur ENSEA)
Equipe encadrant le projet : Mohamed NAIT-MEZIANE (doctorant),
Guy LAMARQUE (maître de conférence), Philippe RAVIER (directeur de thèse)
Laboratoire PRISME – Axe Signal
18/05/2016
1
Motivations
Objectifs
• Identifier à chaque instant le ou les consommateurs en
fonctionnement à partir d’une seule mesure
Moyens
• Disposer d’une base de signatures individuelles (V et I).
• Disposer de scénarios de vie étiquetés
2
18/05/2016
Etat de l’art des différentes bases de
données (2011-2015)
Fréq. d’éch.
(durée)
Type de
mesure
Environ 5
(USA, CA)
0,015 à 1 Hz
(année/mois)
Au
compteur
5 à 722
P
REDD
(USA 2011)
1Hz ou 15kHz
(3 à 15 jours)
Au compt.
(V I) +
indiv (P)
6
P, V, I
BLUED
(USA 2012)
12 kHz
(une semaine)
Au compt.
+ indiv.
1
V, I
SISED
(EDF 2013)
5 ou 10kHz
(h/min)
Indiv.
39
(24 appareils)
V, I
PLAID
(USA 2014)
30kHz
(min/s)
Indiv.
55
(11 appareils)
V, I
Caract
Bases
18/05/2016
Nombre
Grandeurs
Régime
Scénario
d’habitations mesurées transitoire contrôlé
testées
Etat de l’art des différentes bases de
données (2011-2015)
Fréq. d’éch.
(durée)
Type de
mesure
Environ 5
(USA, CA)
0,015 à 1 Hz
(année/mois)
Au
compteur
5 à 722
P
REDD
(USA 2011)
1Hz ou 15kHz
(3 à 15 jours)
Au compt.
(V I) +
indiv (P)
6
P, V, I
BLUED
(USA 2012)
12 kHz
(une semaine)
Au compt.
+ indiv.
1
V, I
SISED
(EDF 2013)
5 ou 10kHz
(h/min)
Indiv.
39
(24 appareils)
V, I
PLAID
(USA 2014)
30kHz
(min/s)
Indiv.
55
(11 appareils)
V, I
Notre base
Jusqu’à
1,25 MHz
(h/s)
Indiv. +
scénario
Tous les app.
d’une habitation
V, I
Caract
Bases
18/05/2016
Nombre
Grandeurs
Régime
Scénario
d’habitations mesurées transitoire contrôlé
testées
Qu’est ce qu’un scénario contrôlé?


18/05/2016
Possibilité de mettre un ou des appareils en fonctionnement à un instant désiré
(jusqu’à 6 appareils)
Contrôler chaque instant de mise en fonctionnement par rapport au passage par
0 de la tension secteur
Exemple d’un halogène 100W
5
Dispositif d’acquisition contrôlé
Appliance 1
Run
Computer
(Labview)
Data
Acquisition
card
VM
"Classica l acquisitio n
system"
CM
230V
6
18/05/2016
Dispositif d’acquisition contrôlé
SD card
(Scenario)
230V
"Added control
part"
Appliance 1
Triacs
Zero-cross.
detector
Processor
(program)
6
Appliance 6
Reset
Run
Computer
(Labview)
Data
Acquisition
card
VM
"Classica l acquisitio n
system"
CM
230V
7
18/05/2016
Caractéristiques du système de mesure
Marque
Bande
Passante
Gamme
des
mesures
Sonde de
tension
Metrix
30MHz
0,1V à 600V
Sonde de
courant
Metrix
Carte
d’acquisition
National
Instrument
Caract
App de
mesures
60kHz
3,4MHz
Sonde de tension différentielle
18/05/2016
Calibre Frequence
d’ech
Divise
par 20
ou 200
3mA à 20A
De -10V à 10V
sur 16 bits
Divise
par 10
10V-5V2V-1V
Sonde de courant
Type de
mesure
Instantanée
Instantanée
1,25MHz
simultané sur 2
voies
Enregistre
courant et
tension
Carte NI USB 6356
8
Dispositif d’acquisition contrôlé
9
18/05/2016
Résultats sur signatures individuelles
ΔP=300W
Courbes Courant-Tension d’une perceuse

Puissance instantanée d’une perceuse
Signatures de puissance différentes suivant le moment de mise en
marche de l’appareil par rapport à la sinusoïde
10
18/05/2016
Résultats sur signatures individuelles
15
Instance 1
Instance 2
Instance 3
Instance 4
Current Amplit ude (A)
10
5
0
5
10
15
20
0
2
4
T ime (s)
6
8
4 signatures superposées de courant pour un aspirateur démarrant au même instant
par rapport à la sinusoïde du réseau électrique
18/05/2016
11
Résultats sur signatures individuelles
ε≈2%

Reproductibilité des signatures lorsqu’on contrôle le moment de mise en
marche de l’appareil
12
18/05/2016
Résultats avec les scénario de vie contrôlés
8
8
0.04
6
6
0.02
4
0
2
0.02
4mA
0
Amplitude(A)
0.04
2
1.06
1.07
1.08
1.09
1.1
1.11
1.12
3.1
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
4
2
0
LED lamp
Halogen lamp
2
0
2
Halogen & LED lamps
4
Time(s)
6
8
Courbes du courant d’une lampe halogène de 100W avec une lampe LED de 1,6W
 Bruit du système: 0,5W
13
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Exemple 1 de scénario de vie
aspirateur, lampe halogène, perceuse
Lamp+Drill ON
Drill ON
30
Lamp ON
20
Current(A)
10
0
10
Lamp OFF
20
Drill OFF
30
All appliances OFF
Vacuum
cleaner ON
40
50
0
2
4
6
8
Time(s)
10
12
14
16
14
18/05/2016
Exemple 2 de scénario de vie
aspirateur, lampe halogène, perceuse
Drill ON
30
Lamp ON
Lamp+Drill ON
20
Current(A)
10
0
10
20
Drill OFF
Lamp OFF
All appliances OFF
30
40
50
0
Vacuum
cleaner ON
2
4
6
8
Time(s)
10
12
14
16
15
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Exemple 3 de scénario de vie
réfrigérateur
 La lampe est bien éteinte lorsqu’on ferme la porte!!
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16
Conclusions

Création d’un système transportable, facile d’utilisation

Acquisition contrôlée de signatures courant-tension d’appareils
électriques individuels et de scénarios

Possibilité de tester et valider des algorithmes d’identification sur
des scénarios de vie étiquetés

Déclenchement automatique difficile pour certains appareils (TV,
réfrigérateur, machine à laver, PC, micro-onde)

Objectif de mise à disposition d’une base de données bien
renseignée accessible à la communauté
17
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Merci de votre attention
Démonstration du système
d’acquisition à la pause
18
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