Was bedeutet Energie-Monitoring?

Unter Energie-Monitoring verstehen wir das Erfassen, Übertragen, Verarbeiten, Analysieren und Visualisieren des elektrischen Energiebedarfs (Stromverbrauch).

Im Rahmen des Energie-Monitorings untersuchen wir dabei folgende Fragestellungen: 

• Wie  kann der Energiebedarf kostengünstig für den Menschen transparent gemacht werden, um das Bewusstsein für die benutzten bzw. umgesetzten Ressourcen zu schärfen?
• Welche Messtechnik eignet sich für eine kostengünstige, zeitlich hoch aufgelöste Erfassung der Bedarfsdaten bei minimalem Eingriff in die bestehende Elektroinstallation eines privaten Haushalts?
• Welche  Methoden der künstlichen Intelligenz (Verfahren der Computational Intelligence) eigenen sich für  NIALM Verfahren, um mit einem Minimum an Messgrößen einen ausreichenden Identifikationsgrad zu erzielen?
• Welche elektrischen Geräte des Haushalts eigenen sich für eine Geräteerkennung bzw. welche sind weniger bedeutend sowie nicht zu erkennen?
• Welche Qualität der Daten ist erforderlich, um die wichtigsten elektrischen Geräte mit Mustererkennungsverfahren aus dem Gesamtlastverlauf zu erkennen?
• Lassen sich mit Hilfe der verwendeten Algorithmen auch Änderungen der charakteristischen Verläufe einzelner Geräte erkennen (fehlerhafte Geräte)?
• Können elektrische Geräte mit Gefahrenpotenzial (elektrischer Herd, Bügeleisen, elektrische Heizgeräte etc.) detektiert werden?
• Welche  erkennbaren Strukturen lassen sich aus individuellen Lastprofilen  einzelner Haushalte generieren?

Veröffentlichungen 

M.Baranski, W.Bermpohl, J.Voss; „Optischer Sensor erfasst Lastverlauf am Drehstrom-Wirkleistungszähler“	ETZ Elektrotechnik + Automation, VDE Verlag, Ausgabe 22/2002
M.Baranski, J.Voss; “Non-Intrusive Appliance Load Monitoring based on an Optical Sensor”	2003 IEEE Bologna PowerTech, International Conference on Power Systems, June 2003, Bologna Italy, Paper 256
M.Baranski, J.Voss; “Genetic Algorithm for Pattern Detection in NIALM Systems”	IEEE SMC 2004, International Conference on Systems, Man and Cybernetics October 10-13 2004 The Hague, The Netherlands, Paper 494

Im Rahmen dieser Thematik am Lehrstuhl für
Nachhaltige Energiekonzepte erstellte Studien- und Diplomarbeiten

Thema, Interne Nr., Student, Abgabedatum	Kurzsbeschreibung
Energiebedarfsvisualisierung für private Hauhalten, EEV0010, Juni 2000	Konzeptstudie über ein Visualisierungsdisplay im Haushalt zur zeitnahen Anzeige des Strombedarfs des Haushalts
Entwicklung eines Siedlungsservers zur Vernetzung privater Haushalte mit fernauslesbaren Zählern, Diplomarbeit Nr. EEV0024, Ralf Rodepeter, Okt. 2001	Programmierung eines Servers als Schnittstelle zwischen einem Datenbankserver und einer M-Bus Ankopplung zur Fernauslesung von digitalen Zählern; Realisierung mit Visual C++ 6.0, sowie Borland C++ Builder 5.0
Mathematische Modelle zur Lastanalyse privater Haushalte; EEV0029, 2001	Entwicklung eines Modells zur Nachbildung und Analyse des Leistungsverlaufs eines privaten Haushalts, Realisierung mit MATLAB
Datensicherheit in vernetzten Hausautomations- Kommunikationssystemen, EEV0027, Nov. 2000	Studie zur Abschätzung des Bedrohungspoten-zials personenbezogener Bedarfsdaten bei der automatisierten Kommunikation zwischen privatem Haushalt und IT-System zur Fernauslesung und Verwaltung der Daten
Hardware-Verfahren zur Datensicherheit in Hausautomations-Kommunikationssystemen, EEV0028, März 2001	Untersuchung geeigneter Hardwareverfahren zur Sicherung personenbezogener Daten bei der Übertragung von Haushalten zu übergeordneten Instanzen über das Internet
Energienahe Mehrwertdienste für private Haushalte, EEV0101, April 2001	Untersuchung der Einflussfaktoren relevanter Informationsdienste für private Haushalte in Verbindung mit einer Powerline-Communication Breitbandanbindung durch lokale Energieversorger, Bestimmung von Bewertungsfaktoren zur Beurteilung des Aufwandes einzelner Dienste
Test und Optimierung eines NIALM Algorithmus mit realen Daten; EEV0034, August 2001	Untersuchung der Einsatzfähigkeit eines bestehenden Verfahrens zur Erkennung von Haushaltsverbrauchern anhand realer Lastdaten eines Feldversuch mit den Stadtwerken Rheine aus den Jahren 1988 - 1989
Akzeptanzstudie zur Energiebedarfsvisualisierung, EEV0036 + EEV0037, Juli 2001	Durchführung einer Befragung privater Haushalte zum Thema Energiebedarfsvisualisierung im Haushalt mit Hilfe von „Problemzentrierten Interviews“, Befragung von 30 Haushalten, Auswertung und Transkription der Interviews
Entwicklung eines Softwaresimulators zur Nachbildung des Lastverlaufs privater Haushalte; EEV0108, Aug. 2002	Entwicklung und Implementierung von Modellen zur Nachbildung des Lastverlaufs beliebiger elektrischer Verbraucher im privaten Haushalt, Realisierung mit Borland C++ Builder 5
Zukunftsweisende Zählertechnik im privaten Haushalt, Studienarbeit Nr. EEV0203, Nov. 2002	Untersuchung der Eigenschaften konventioneller Zählertechnik im Hinblick auf die Eignung zur Realisierung von Lastanalysen sowie zur Anbindung an Kommunikationstechnik im Haushalt
Optischer Sensor zur Messung der Momentanleistung eines Ferrariszählers, Studienarbeit Nr. EEV0113, März 2003	Weiterentwicklung eines bestehenden optischen Sensors zur Messung der Momentanleistung an einem Drehstromwirkleistungszähler mit gerändelter Zählerscheibe
Optimierung einer Mikrocontrollerschaltung zur Aufnahme der Momentanleistung eines Energiezählers, Diplomarbeit Nr. EEV0205, 2003	Optimierung des bestehenden Sensors sowie Untersuchung von Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit mit Hilfe von Laserdioden sowie eines leistungsfähigeren Mikrocontrollers
Neuro-Fuzzy Clusterverfahren für NIALM Systeme; EEV0207, April 2004	Untersuchung von Clusterverfahren zur Detektion von wiederkehrenden Mustern aus gemessenen Schaltereignissen des Lastgangs zur Erkennung von elektrischen Verbrauchern, Schwerpunkt der Arbeit ist die Analyse mit Hilfe von Self Organizing Maps (SOM oder Kohonen Netze)sowie den Growing Cells nach Fritzke