用电分析服务器及其用电分析方法技术

一种用电分析服务器及其用电分析方法。用电分析服务器基于用户数据，将该等用户进行一分群划分成多个群组。针对各群组，用电分析服务器将对应至该群组中的一参考用户的总用电量时序数据，经由自动编码器，以产生M+1个编码输出。针对各群组，用电分析服务器自参考用户的一能源管理系统装置，接收一电器实际量测数据，并根据电器实际量测数据，标记M+1个编码输出的M个编码输出，使其分别对应至M种电器。最后，针对各群组，用电分析服务器根据该群组的M个编码输出，建立该群组的一非侵入式负载监测系统模型。

Electricity Analysis Server and Its Electricity Analysis Method

【技术实现步骤摘要】
用电分析服务器及其用电分析方法
本专利技术是关于一种用电分析服务器及其用电分析方法。具体而言，本专利技术的用电分析服务器执行用电分析方法，根据多个用户数据，建立一非侵入式负载监测系统(Non-intrusiveloadmonitoringsystem；NILM)模型。
技术介绍
随着数据分析科学的快速发展，数据分析的技术已逐渐地成熟。因此，各种类型的数据被相继的收集加以分析，以提供相关的参考信息来应用于多种用途之中。近年来，智能型电表的布建已成为主流，其可透过网络回报用户的总用电量。因此，如何基于用户的总用电量，提供用户电器设备用电量的分析，辨识用户于某时段内电器设备的使用状态，根据这些收集的数据建置用户的用电分析模型，以进一步的提供多样化的应用，例如：根据用电分析模型建议用户用电的习惯及行为，乃为目前业界及学术界思考的问题。习知的用户电器设备用电量分析技术是透过非侵入式电力负载监控技术，借由收集用户的总用电数据(例如：总电压量)，进一步推估主要电器设备的用电量。然而，习知的非侵入式电力负载监控技术欲获得精准的电器用电特征值，需要依靠高取样频率(通常大于1Hz)来获得用户的总用电数据，再透过人工介入来分析判断，以自用户的总用电数据中区分并标示各种电器的用电特征值，进而产生标签数据(labeleddata)，因此其用电分析模型的建置成本相当高，特别是在绝大部分的智能型电表并不具有以高取样频率获得用户的总用电数据的能力。此外，不同用户间可能存在环境不同的因素，欲确保用电分析模型能符合各个用户，服务商恐需要重新获得用户的总用电数据，以建置不同的用电分析模型来克服环境因素，倘若非如此，而将相同用电分析模型套用在不同环境的用户上，将相当容易发生过度拟合(overfitting)的问题(即建置用电分析模型时使用过多的参数)。因此，为提供用户可靠的用电分析的服务而针对每个用户分别建置用电分析模型，将更大幅地增加用电分析模型的建置成本。有鉴于此，如何提供一用电分析机制，其可无需以高取样频率获得用户的总用电数据且无需人力介入来分析用户的总用电数据，以自其中标示出各种电器的用电特征值，因而降低建置用电分析模型的成本，乃是学术及业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一用电分析机制，以建置用户的用电分析模型。本专利技术用电分析机制借由分群用户，并针对各群组的该等用户的一参考用户，透过自动编码器处理该参考用户的用电数据，以产生多个编码输出，同时利用该参考用户的能源管理系统(EnergyManagementSystem)装置中的电器实际量测数据，标记该等编码输出，使其分别对应至多种电器，来建置用户群组的用电分析模型。如此一来，相较于习知技术，本专利技术用电分析机制可以低取样频率(例如：1分钟1笔)量测以获得用户的总用电量数据，并可在无人力介入的情况下，产生标签数据，以建置各用户群组的专属用电分析模型。此外，本专利技术的用电分析机制可进一步地基于用户的能源管理系统装置的电器实际量测数据，调整用电分析模型，以提升其对复杂环境的容限度(tolerance)。为达上述目的，本专利技术揭露一种用电分析服务器，其包含一网络接口、一储存器及一处理器，该处理器电性链接至该网络接口及该储存器。该储存器用以储存一用户数据库，该用户数据库纪录多个用户每一者的一用户数据。该处理器用以执行下列步骤：(a)基于该等用户数据，将该等用户进行一分群，以将该等用户划分成多个群组；(b)针对各该群组，将该等用户数据中对应至该群组的一参考用户的一总用电量时序数据，经由一自动编码器(Autoencoder)，以产生M+1个编码输出，其中M为一正整数；(c)针对各该群组，透过该网络接口联机至该群组中该参考用户的一能源管理系统装置，以接收一电器实际量测数据，该电器实际量测数据与M种电器相关联；(d)针对各该群组，根据该电器实际量测数据，标记该M+1个编码输出的该M个编码输出，使其分别对应至该M种电器；以及(e)针对各该群组，于标记该M个编码输出后，根据M+1个编码输出，建立该群组的一非侵入式负载监测系统(Non-intrusiveloadmonitoringsystem；NILM)模型。此外，本专利技术更揭露一种用于一用电分析服务器的用电分析方法。该用电分析伺服器具有一处理器电性链接至一网络接口及一储存器，该储存器用以储存一用户数据库，该用户数据库纪录多个用户每一者的一用户数据，该用电分析方法包含下列步骤：(a)基于该等用户数据，将该等用户进行一分群，以将该等用户划分成多个群组；(b)针对各该群组，将该等用户数据中对应至该群组的一参考用户的一总用电量时序数据，经由一自动编码器，以产生M+1个编码输出，其中M为一正整数；(c)针对各该群组，透过该网络接口联机至该群组中该参考用户的一能源管理系统装置，以接收一电器实际量测数据，该电器实际量测数据与该M种电器相关联；(d)针对各该群组，根据该电器实际量测数据，标记该M+1个编码输出的该M个编码输出，使其对应至该M种电器；以及(e)针对各该群组，于标记该M个编码输出后，根据M+1个编码输出，建立该群组的一非侵入式负载监测系统模型。以下结合图式阐述本专利技术的详细技术及较佳实施方式，俾使本领域技术人员能理解所请求保护的专利技术的特征。附图说明图1是本专利技术的一非侵入式电力负载监控系统1的示意图；图2是本专利技术的用电分析服务器11的示意图；图3是描绘自动编码器的输入及输出的示意图；图4是本专利技术一实施例的用电分析方法的流程图；图5A是本专利技术另一实施例的用电分析方法的流程图；以及图5B是本专利技术另一实施例的用电分析方法的流程图。符号说明1：非侵入式电力负载监控系统3、5、7：用户11：用电分析服务器11a：网络接口11b：储存器11c：处理器13、15、17：智能型电表19：电力数据服务器103、105、107：总用电量数据AE：自动编码器NW：网络TU：总用电量时序数据tu1、tu2、…、tun、tui：子总用电量时序数据编码输出S401-S413：步骤具体实施方式以下将透过实施方式来解释本专利技术的内容。然而，该等实施方式并非用以限制本专利技术需在如该等实施方式所述的任何环境、应用或方式方能实施。因此，关于实施方式的说明仅为阐释本专利技术的目的，而非用以限制本专利技术的范围。应理解，在以下实施方式及图式中，与本专利技术非直接相关的元件已省略而未绘示。本专利技术的第一实施例如图1所示，其是描绘一非侵入式电力负载监控(Non-intrusiveloadmonitoring；NILM)系统1。NILM系统1包含一用电分析服务器11、智能型电表13、15、17及一电力数据服务器19。智能型电表13、15、17透过网络NW联机至电力数据服务器19。用电分析服务器11与电力数据服务器19亦透过网络NW相联机。网络NW可为一行动通讯网络、一因特网、一局域网络等，或是前述各种网络的组合。智能型电表13、15及17是架设其对应用户3、5、7的建筑上，以记录其总用电量，并传送实时的总用电量数据103、105、107至电力数据服务器19。于本专利技术中，总用电量数据103、105、107是经由小于等于每分钟1笔的一取样频率所量测。换言之，总用电量数据103、105、107是周期性地传送至电力数据服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用电分析服务器，其特征在于，包含：一网络接口；一储存器，用以储存一用户数据库，该用户数据库纪录多个用户每一者的一用户数据；一处理器，电性链接至该网络接口及该储存器，用以执行下列步骤：(a)基于该等用户数据，将该等用户进行一分群，以将该等用户划分成多个群组；(b)针对各该群组，将该等用户数据中对应至该群组的一参考用户的一总用电量时序数据，经由一自动编码器，以产生M+1个编码输出，其中M为一正整数；(c)针对各该群组，透过该网络接口联机至该群组中该参考用户的一能源管理系统装置，以接收一电器实际量测数据，该电器实际量测数据与M种电器相关联；(d)针对各该群组，根据该电器实际量测数据，标记将该M+1个编码输出中的M个编码输出，以使其分别对应至该M种电器；以及(e)针对各该群组，于标记该M个编码输出后，根据M+1个编码输出及该电器实际量测数据，建立该群组的一非侵入式负载监测系统模型。

【技术特征摘要】
2017.10.20 TW 1061361851.一种用电分析服务器，其特征在于，包含：一网络接口；一储存器，用以储存一用户数据库，该用户数据库纪录多个用户每一者的一用户数据；一处理器，电性链接至该网络接口及该储存器，用以执行下列步骤：(a)基于该等用户数据，将该等用户进行一分群，以将该等用户划分成多个群组；(b)针对各该群组，将该等用户数据中对应至该群组的一参考用户的一总用电量时序数据，经由一自动编码器，以产生M+1个编码输出，其中M为一正整数；(c)针对各该群组，透过该网络接口联机至该群组中该参考用户的一能源管理系统装置，以接收一电器实际量测数据，该电器实际量测数据与M种电器相关联；(d)针对各该群组，根据该电器实际量测数据，标记将该M+1个编码输出中的M个编码输出，以使其分别对应至该M种电器；以及(e)针对各该群组，于标记该M个编码输出后，根据M+1个编码输出及该电器实际量测数据，建立该群组的一非侵入式负载监测系统模型。2.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于，各该用户数据更包含以下至少其中之一：一统计用电量、一负载曲线、一建物类型、一住宅人数、一地区类型及一气候类型。3.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于，该等总用电量时序数据是经由小于等于每分钟1笔的一取样频率所量测。4.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于，针对该等用户的一服务用户，该处理器更根据该群组的该非侵入式负载监测系统模型产生一用电建议数据。5.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于，针对各该群组，该处理器更根据该参考用户的该电器实际量测数据，校正该群组的该非侵入式负载监测系统模型。6.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于：该处理器是基于该等用户数据中至少其中之一参数，进行一维度、二维度或多维度的该分群，以将该等用户划分成该等个群组。7.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于，该处理器更透过该网络接口联机至一电力数据服务器，以自该电力数据服务器获得该等用户的该等用户数据。8.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于，该处理器更透过该网络接口联机至一电力数据服务器，以自该电力数据服务器获得各该用户的一总用电量数据，其中该参考用户的该总用电量时序数据是借由设置一观察讯窗，自该参考用户的该总用电量数据中所获得。9.如权利要求8所述的用电分析服务器，其特征在于，该总用电量数据由多个子总用电量时序数据所构成，该等子总用电量时序数据中于时序上相邻的二者彼此部分重叠或彼此不重叠。10.如权利要求1所述的用电分析服务器，其特征在于，该处理器更透过该网络接口联机至多个智能型电表...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡家纬，洪永杰，蒋贵君，
申请(专利权)人：财团法人资讯工业策进会，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71