Nonintrusive Load Monitoring Using Deep Learning and Smart Meter Data

أثرت الزيادة السكانية والنمو الاقتصادي السريع في الكويت على نظام إنتاج الطاقة الحالي مما أدى إلى استنفاد احتياطيات الوقود الأحفوري، وزيادة انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، وزيادة وتيرة التغير المناخي نتيجة لذلك، لذا تهدف حكومة الكويت في رؤيتها الجديدة إلى استخدام 15٪ من إنتاج الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة بحلول عام 2030، وخفض استهلاك الطاقة المحلية بنسبة 12٪، وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 33٪ بحلول عام 2035، ومن أجل تحقيق هذه الأهداف ينبغي تقليل استهلاك الطاقة في القطاع المنزلي من خلال تعزيز كفاءة الطاقة واتخاذ التدابير اللازمة للحفاظ عليها. لتقليل استهلاك الطاقة في المباني، يجب ان يكون مالك المبنى وكذلك المستخدم على دراية بمعدل استخدامهم للطاقة في أنظمة التبريد والتدفئة وتفاصيل استهلاك الطاقة لكل جهاز كهربائي في المبنى، حيث يمكن أن يساعد ذلك في تحديد الأجهزة التي تستهلك مستويات عالية من الطاقة لاستبدالها بأنواع أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، فيُقترح في هذا المشروع تطوير طريقة مراقبة الحمل غير المتطفلة (NILM) لمراقبة وتحليل إجمالي الحمل الكهربائي للمنزل، بالإضافة إلى متطلبات الطاقة للأجهزة الفردية، ويستخدم هذا النموذج البيانات التي يتم قياسها باستخدام العدادات الذكية ويدمج خوارزمية لفصل استهلاك الطاقة للأجهزة الفردية من إجمالي استهلاك الطاقة المنزلية، حيث سيساعد هذا في وضع استراتيجيات فعالة لإدارة الطلب على الطاقة تساهم في تقليل الاستهلاك، وتحسين تخطيط توليد الكهرباء وتوزيعها، وتسهيل الاستفادة من توليد الطاقة المتجددة، كذلك يمكن أن يساعد المشروع في تغيير السلوك البشري لإدارة استهلاك الطاقة في المبنى بشكل فعال. ستساعد نتائج هذه الدراسة في فهم أنماط استخدام أجهزة التكييف وغيرها في المنازل الكويتية من خلال توفير ملاحظات دقيقة حول استخدام الطاقة والتي يمكن أن تشجع المستهلكين على تقليل استهلاكهم للطاقة، وسيتم تنفيذ هذه الدراسة في خلال ثلاث أعوام بميزانية إجمالية قدرها 91,750 دينار كويتي

Increase in population and fast-paced economic growth in Kuwait have impacted the current energy production system resulting in depletion of fossil fuel reserves, increased greenhouse gas (GHG) emissions, and accelerated climate change. Therefore, the Kuwait's New Vision is aimed at using 15% energy production from renewables by 2030, 12% reduction in domestic energy consumption, and 33% CO2 emission reduction by 2035. In order to meet these targets, it is essential to minimize energy consumption in the domestic sector by enhancing energy efficiency and conducting energy conservation measures. To minimize energy consumption of a building, the building's owner and/or the end user must be informed of their energy utilization relative to cooling and heating systems, as well as breakdown of the total energy consumption into per appliance energy use. This can help identify appliances consuming enormously high levels of energy, which can be replaced by energy-efficient models. The proposed project is aimed at developing Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) system to monitor and analyze energy consumption of individual appliances and equipment in Kuwaiti households. This method utilizes data measured using smart meters and incorporates an algorithm to segregate the total household energy consumption into individual appliance's energy consumption. This will help electric utilities in devising various demand-side management strategies for reducing energy consumption, better electricity generation and distribution planning, and facilitating the uptake of renewable energy generation. It can also help in changing human behavior to effectively manage the lighting, heating, and cooling load of the building. The outcomes of this study will help in understanding the energy usage patterns of appliances and equipment in