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Convirtiendo los valores de watt en el tiempo a kWh

Esta es, probablemente, una elemental pregunta, pero quería estar seguro.

Tengo un sistema que lee instantánea vatios valores, y las almacena como "eventos", con un valor de potencia y un valor de tiempo.

De acuerdo a la respuesta aquí (debo multiplicar por el tiempo para determinar Watt-horas?) se trata simplemente de una "toma un promedio de las lecturas de potencia, luego se multiplica por el tiempo" para conseguirlo. Esa es la versión cruda, entonces el cálculo es mencionado.

Desafortunadamente, la mayoría de mis calc me ha dejado detrás, y no estoy seguro de qué tipo de integración a lo largo de un conjunto de puntos que en realidad no tiene ninguna rima o razón (es decir, f(x) no es solo x^2, es una especie de todo el lugar).

Es la integración de la versión que mucho más preciso? Si yo estuviera tratando de calcular los kWh a lo largo del tiempo por mi casa, y que coincida tan cerca como sea posible a lo que la empresa de energía de las facturas de mí para que al final del mes, ¿qué sería mejor? Es el promedio * tiempo lo suficientemente bueno?

FWIW, estoy en python, y mirando http://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/tutorial/integrate.html . Estoy asumiendo que (de nuevo, calc fue hace bastante tiempo) que me gustaría utilizar el trapz versión, ya que los demás parecen necesitar de una función, y trapz (e simps?) parecen funcionar en la muestra de datos de estilo.

Muchas gracias por la ayuda!

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DmitrySandalov Puntos 129

Si usted sólo puede tomar la medida en discretas veces, luego sumando y dividiendo por el tiempo entre las mediciones es la única forma posible – de la integral

$$E_\text{total}=\int\limits_{T_\text{start}}^{T_\text{end}} P(t) dt$$

really collapses to a sum, it \$P(t)\$ is only known for set of points. For example, assume the power value is constant for amount of time that you spend between your \$N\$ individual measurements, let's call that \$T_\text{muestra}\$, then

$$\begin{align} \tilde E &= \sum\limits_{n=0}^{N-1} T_\text{sample}\cdot P(nT)\\ &= T_\text{sample} \sum\limits_{n=0}^{N-1} P(nT)\\ \end{align}$$

Ahora, usted dice

un conjunto de puntos que en realidad no tiene ninguna rima o razón

Bueno, eso es un problema. Lo que si se va la electricidad entre dos puntos de medición, y sólo pasa a ser de baja cada vez que usted está realmente tomando nota?

La respuesta a este problema es la de Nyquist-Shannon Teorema de Muestreo, la cual es muy útil en muchas aplicaciones de procesamiento de señal, pero en este caso significa:

Si usted tiene una señal real (aquí: el poder de las medidas), cuya frecuencia más alta es \$f_\text{max}\$, entonces usted tendrá que mirar con el doble de frecuencia en ella para asegurarse de que no se pierda nada, es decir,\$f_\text{sample}\ge 2f_\text{max}\$.

Frecuencia aquí se refiere a la cantidad de tiempo entre dos eventos consecutivos. Eso significa que si usted puede decir, "el menor fluctuación de energía necesita considerar es \$T\$ largos (por ejemplo, 5 segundos)", a continuación, las señales de frecuencia más alta \$f_\text{max}= \frac1T\$ (es decir, de 0.2 Hz en el 5s caso), y tendrás que muestra el doble que a menudo, por lo que \$f_\text{sample} \ge 2f_\text{max}=\frac2T\$, o considerando el intervalo de muestreo \$T_\text{sample}=\frac1{f_\text{sample}}\le \frac12 T\$.

Si se muestra más lento que su medida no es representativo para su observados (a menos que haya otro, la restricción de modelo de cómo el consumo de energía fluctúa, que no parecen tener), y ninguna declaración que se pueden extraer de su conjunto de puntos de medición.

Si usted entonces tiene las mediciones en un sensato, intervalo de tiempo constante, con sólo la adición de ellos y multiplicando el resultado con ese intervalo le dará su total lectura de energía. Usted no necesita ningún módulos de python para que, es decir, simplemente

 ### assuming "powers" is a list / iterable of your power measurements in Watt, 
 ### and "T" contains the sample interval in seconds

 total_power = sum(powers) / 1000 * T / 3600

le dará a su kWh.

Ahora, usted podría decir "¿cómo puedo saber la velocidad de mi electrodomésticos encender y apagar?"

En muchos casos, usted puede poner un límite sensible a la fluctuación de energía. Por ejemplo, el seguro, las luces se pueden encender y en fracciones de segundo, pero la cantidad de energía que consume rápidamente apagado de las luces (por ejemplo, aseo de uso, a su vez, de los años 60, desactivar) es probablemente insignificante, mientras que las cosas que realmente importan (nevera, calentador de agua, lavadora, horno) tienden a cambiar de forma relativamente lenta en un hogar típico escenario de uso.

4voto

dim Puntos 618

Usted no necesita un paquete de python que contiene algunas bibliotecas para la integración de hacer eso. Como usted dice, usted no tiene una función para integrar todos modos.

Si usted tiene un conjunto de puntos, sólo se debe multiplicar cada valor de la potencia (en Vatios) por el período de tiempo, y agregar todos ellos juntos.

Por ejemplo, si usted consigue 1kW por 2 horas, luego 5kW durante 30 minutos, se hace 4.5 kWh. Si usted tiene el tiempo de los valores para cada punto de medición, en lugar de los períodos, sólo restan en el punto anterior, el valor de tiempo del punto actual valor de tiempo, vas a tener el periodo.

2voto

Mac Puntos 6

Primera averiguar lo que el dispositivo de muestreo es en realidad la medición; en la mayoría de la potencia de los dispositivos de medición, la muestra es la energía acumulada en los dispositivos período de muestreo. Eso significa que el dispositivo está haciendo la integración para usted y todo lo que usted necesita hacer es transformar la medida en kWh. Suponiendo que la muestra se mide en segundos y proporciona un valor en Vatios:

$$kWh = {sample\ value} \cdot \left(\frac{\frac{T}{1000}}{(60 \cdot 60)}\right)$$

Muchos de los dispositivos de realidad darle poder acumulado por lo que usted puede necesitar para restar al valor previo a obtener el poder sobre la que se muestra:

$$kWh = (sample(n) - sample(n-1)) \cdot \left(\frac{\frac{T}{1000}}{(60 \cdot 60)}\right)$$

El dispositivo puede medir la potencia real (Watts) o la potencia aparente (VoltAmps o VA). Si el dispositivo de medición de potencia aparente, es muy probable que proporcionar usted con el factor de potencia en su salida, tenga en cuenta que la muestra de factor de potencia también está integrado por el dispositivo. En ese caso:

$$kWh = sample \cdot {power\ factor} \cdot \left(\frac{\frac{T}{1000}}{(60 \cdot 60)}\right)$$

Todo lo anterior dará el promedio de flujo de potencia y no de la potencia instantánea de flujo. Existen algunos dispositivos, unidades de medición fasorial por ejemplo, que proporcionar información precisa de la potencia aparente de las mediciones, que revelan cómo la dinámica de las cargas que normalmente utilizamos. Capacitiva (por ejemplo, fuentes de alimentación de cc) y las cargas inductivas (cualquier máquina rotativa) causa de los armónicos y los cambios de fase como hacer cargas con ciclos de trabajo donde la carga de los interruptores de encendido y apagado dentro de la oferta del ciclo por ejemplo, cargadores de móvil. Estas cosas son comunes en los hogares, así que ten cuidado con afirmaciones tales como el flujo de la energía es estable - es probable que no :)

1voto

luchador Puntos 74

Interpolar los puntos de medición como los trapecios y los integren. (el tipo de interpolación es lo que usted solicitó la integración de la versión creo) Integración fácil, ya que el cálculo de la zona de los trapecios fácil.

https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_interpolation

Luego compare sus resultados con un medidor de energía de los resultados. Si hay demasiada diferencia, está fuera de los requisitos de Nyquist-Shannon Teorema de Muestreo que Marcus se mencionó antes. Si ellos están estrechamente relacionados con, usted puede tratar de puesta a punto por la mejora de la técnica de interpolación.

En el caso de Nyquist-Shannon Teorema de Muestreo (siempre me copiar-pegar :)) no; usted puede tratar de evaluar los puntos de datos como el tiempo que están estrechamente relacionados en el tiempo, interpolar y de integrarlas después de exceder un intervalo de tiempo de la obtención de nuevos datos (que rompe el teorema y se evitará que), llenar ese hueco por el promedio de la anterior y la siguiente estrechamente relacionados con el punto de datos de los paquetes. Y comparar con un medidor de energía, como he dicho antes. La buena suerte.

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