辨识电器状态的功率监控装置及其功率监控方法制造方法及图纸

一种基于使用者参与及回馈的辨识电器状态的功率监控装置及其功率监控方法，功率监控装置包括测量模块以及变化侦测、搜寻模块与基于使用者参与及回馈所建立的电器特征数据库。当测量模块侦测到电耗特性的变化时，变化侦测与搜寻模块依据此变化来搜寻电器特征数据库，以取得近似此变化的电器及其电器状态。使用者可通过确认搜寻结果或选取正确的电器及其电器状态，参与电器特征数据库的建立。当使用者确认搜寻结果时，功率监控装置依据变化侦测、搜寻模块以及使用者确认信息，产生电器与电器特征数据的对应关系，并更新电器特征数据库。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功率测量与监控技术，且特别涉及一种基于使用者参与及回馈数据以进行电器状态辨别的功率监控技术，让使用者易于判读耗电原因。
技术介绍
功率监控装置(俗称电表)是用来量度与监测耗电状况的仪器，其可用来测量住宅、工商业等地区或者电器的功率消耗状况。功率公司可依据电表上显示的耗电信息作为销售功率的依据，使用者亦可在家庭或企业中装设电表于总电源或待测电源处，藉以监测其耗电量。由于社会上对于节能减排等环保议题逐渐受到重视，而且功率公司目前所用的电表大部分为机械式电表，其仅能显示待测电源的耗电信息，难以自动记录不同时段的耗电 情况。并且，据研究指出，如果能够通过科技的帮助，让使用者了解家中或者企业各电器的用电情形，应可节省25% 30%的电能消耗，因此全世界各个国家都鼓励民众加装或更换数位式智能电表(或称智能型电表)，藉以组成智能型供电网路(简称智能电网)。对于功率公司而言，其可远端操控智能型电表，以于用电量高峰期间时随时调整家庭及工厂的用电状况，藉以减少高峰期的用电量。而在功率需求较少时，功率公司可改善发电设备过剩的情形，并以高效率方式供给及管理功率。对消费者而言，智能型电表可告知消费者不同时段的耗电情况，随时了解家庭或企业的耗电情况，并关闭多余未用的电器以减少电费的支出。在此以家庭用电作为举例，以往的智能型电表通常加装于家中的总电源处，因此使用者仅能监测总电源以取得家中总电源的耗电情况，而无法判读家中每个电器详细的耗电状况，即使智能型电表加入非侵入式电器负载侦测技术(Nonintrusive LoadMonitoring, NILM)，通过电器耗电特征数据来进行电器的辨认，也会因为电器种类繁多且新的电器不断推陈出新，电器耗电特征数据不易搜集，而无法精准侦测各种不同电器。而且也无法比较相同电器或不同电器但具备相同功能，在不同地点使用的耗电情形，进而了解电器效率和判断耗电原因。使得智能型电表难以协助使用者了解家中各电器功率使用与分布情形，无法管理家中的耗电电器、判读耗电原因，进而在进行节电规划时十分困难。若使用者想要监测家中每个电器的耗电与使用情况，进而判读耗电原因，以往的功率监控技术便在家中每个供电插座上加装类似智能型电表的耗电监测装置或感测器，无法利用单一个智能型电表监测家中总电源与每一个电器的耗电状况。由于上述功率监控技术的架设成本过高，消费者会因而降低使用的意愿。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于使用者参与及回馈数据进行辨识电器状态的功率监控装置，其依据电耗特性的变化来搜寻电器特征数据库以寻找可能的电器及电器状态。同时使用者亦可通过确认搜寻结果或从可能的电器中选取正确的电器，藉以协助建立电器特征数据库。由使用者确认的电器耗电特征与电器对应信息将用以更新电器特征数据库。通过记录电器的耗电情形及比对电器特征数据库，可让使用者得的相较于其他相同电器或具备相同功能的其他电器、使用者目前使用的电器的效率和耗电原因，以达到节能减碳的效果。以另一观点而言，本专利技术提供一种辨识电器状态的功率监控方法，此方法藉由使用者的参与及贡献建立起电器、电器状态与电器耗电特征的对应关系，称之为电器特征数据库，通过此数据库进行电器与电器状态的辨别，并藉由记录与比对电器的耗电情形，让使用者易于比较相同电器或具备相同功能的其他电器的效率，或判读耗电原因，藉以准确进行节电规划，进而达到节能减排的效果。本专利技术提出一种基于使用者参与及回馈数据进行辨识电器状态的功率监控装置，此功率监控装置包括测量模块、变化侦测与搜寻模块以及由使用者参与建立的电器特征数据库。测量模块用以测量电源的电耗特性，此电源可供应功率给予多个电器。变化侦测与搜寻模块耦接至测量模块，用以侦测并计算电耗特性的变化。当侦测到变化时，变化侦测与搜寻模块便依据此变化来搜寻电器特征数据库，以取得近似此变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。同时使用者可通过确认搜寻结果或从可能的电器中选取正确的电器，协助建立电器特征数据库。由使用者确认的电器耗电特征与电器 对应信息将用以更新电器特征数据库。在本专利技术的一实施例中，上述的测量模块包括滤波单元及电耗特性测量单元。滤波单元用以测量电源的电耗特性，并可滤除电耗特性的噪声。电耗特性测量单元耦接至滤波单元，其可对电耗特性进行取样，藉以求得电耗特性的特征参数列。在本专利技术的一实施例中，上述的变化侦测与搜寻模块包括记忆单元及搜寻单元。记忆单元储存有电器特征数据库。搜寻单元耦接至记忆单元，其可依据电耗特性的特征参数列与前次取样的电耗特性的特征参数列来侦测并计算此变化的变化特征参数列。当侦测到此变化大于门槛值时，搜寻单元便依据此变化特征参数列来搜寻电器特征数据库，藉以取得近似此变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。同时使用者可通过确认搜寻结果或从可能的电器中选取正确的电器，协助建立电器特征数据库。由使用者确认的电器耗电特征与电器对应信息将用以更新电器特征数据库。在本专利技术的一实施例中，上述的变化侦测与搜寻模块包括变化侦测单元、传输界面单元及搜寻模块。变化侦测单元可依据电耗特性的特征参数列与前次取样的电耗特性的特征参数列来侦测并计算此变化的变化特征参数列。当侦测到此变化大于门槛值时，变化侦测单元产生变化特征封包，并且此变化特征封包中具有变化特征参数列。传输界面单元耦接至变化侦测单元，其可经由网路传输路径来传送变化特征封包。搜寻模块可经由网路传输路径来接收此变化特征封包，并依据变化特征封包中的变化特征参数列来搜寻电器特征数据库，藉以取得近似此变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。于此同时，使用者可通过确认搜寻结果或从可能的电器中选取正确的电器，协助建立电器特征数据库。由使用者确认的电器耗电特征与电器对应信息将用以更新电器特征数据库。于另一角度而言，在此提出一种基于使用者参与及回馈数据进行辨识电器状态的功率监控方法，此功率监控方法包括下列步骤。测量并且取样一电源的电耗特性，其中上述的电源供应功率给予多个电器。并且，侦测并计算电耗特性的变化，当侦测到此变化时，便依据此变化来搜寻电器特征数据库，以取得近似此变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。同时使用者可通过确认搜寻结果或从可能的电器中选取正确的电器，协助建立电器特征数据库。由使用者确认的电器耗电特征与电器对应信息将用以更新电器特征数据库。在本专利技术的一实施例中，依据此变化来搜寻电器特征数据库包括下列步骤。将变化特征参数列的变化电流波形进行傅里叶变换(fourier transform),以求得比对谐波信息。此外，依据电流变化值、电流的谐波信息、有效电功率、无效电功率、电器状态切换时所、造成的瞬态电流波形(Transient current wave)等参数来搜寻电器特征数据库，以取得近似此变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。于另一角度而言，在此提出一种辨识电器状态的电力功率监控系统，包括一第一电力功率监测装置，用以测量一第一电源的电耗特性，藉以侦测及计算该第一电源的电耗特性的一第一变化，其中该第一电源供应电力功率给予一第一电器群组及一第二电器群组；以及至少一第二电力功率监测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于使用者参与及回馈数据以进行辨识电器状态的功率监控装置，包括：一测量模块，用以测量一电源的一电耗特性，其中该电源供应功率给予多个电器；以及一变化侦测、搜寻模块与电器特征数据库，耦接至该测量模块，用以侦测并计算该电耗特性的一变化，其中当侦测到该变化时，该变化侦测与搜寻模块依据该变化搜寻一电器特征数据库，以取得近似该变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。

【技术特征摘要】
1.一种基于使用者参与及回馈数据以进行辨识电器状态的功率监控装置，包括 一测量模块，用以测量一电源的一电耗特性，其中该电源供应功率给予多个电器；以及 一变化侦测、搜寻模块与电器特征数据库，耦接至该测量模块，用以侦测并计算该电耗特性的一变化，其中当侦测到该变化时，该变化侦测与搜寻模块依据该变化搜寻一电器特征数据库，以取得近似该变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。2.根据权利要求I所述的辨识电器状态的功率监控装置，其中该测量模块包括 一滤波单元，用以测量该电源的该电耗特性并滤除该电耗特性的噪声；以及 一电耗特性测量单元，耦接至该滤波单元，用以对该电耗特性进行取样，以求得该电耗特性的一特征参数列。3.根据权利要求2所述的辨识电器状态的功率监控装置，其中该变化侦测与搜寻模块包括 一记忆单元，用以储存该电器特征数据库；以及 一搜寻单元，耦接至该记忆单元，用以依据该电耗特性的该特征参数列与前次取样的该电耗特性的该特征参数列来侦测并计算该变化的一变化特征参数列，当侦测到该变化大于一门槛值时，该搜寻单元依据该变化特征参数列搜寻该电器特征数据库，以取得近似该变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。4.根据权利要求3所述的辨识电器状态的功率监控装置，其中该变化侦测、搜寻模块与电器特征数据库依据该变化搜寻该电器特征数据库的多个耗电特征进行比对而产生一匹配结果及一电器搜寻结果，其中该电器搜寻结果包括至少一可能电器信息，当该使用者主动提供一正确电器信息的时候，该变化侦测、搜寻模块取得该至少一正确电器信息，藉以依据该变化及所述至少一正确电器信息来更新该电器特征数据库；当该使用者不主动提供且该匹配结果相异在一匹配门槛值内的时候，该变化侦测、搜寻模块取得该与该变化最为近似的至少一对应电器及其状态；当该使用者不主动提供且该匹配结果未达该匹配门槛值的时候，该变化侦测、搜寻模块将该变化设定为一未知电器的一未知状态，并储存至该电器特征数据库。5.根据权利要求2所述的辨识电器状态的功率监控装置，其中该变化侦测、搜寻模块与电器特征数据库包括 一变化侦测单元，用以依据该电耗特性的该特征参数列与前次取样的该电耗特性的该特征参数列来侦测并计算该变化的一变化特征参数列，当侦测到该变化大于一门槛值时，该变化侦测单元产生一变化特征封包，其中该变化特征封包包括该变化特征参数列； 一传输界面单元，耦接至该变化侦测单元，用以经由一网路传输路径传送该变化特征封包；以及 一搜寻模块，用以经由一网路传输路径接收该变化特征封包，并依据该变化特征参数列搜寻该电器特征数据库以取得近似该变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。6.根据权利要求5所述的辨识电器状态的功率监控装置，其中该变化特征参数列包括一变化稳态电流波形、一瞬间暂态电流波形、一电压均方根值、一电流均方根值、一有效电功率及一无效电功率。7.根据权利要求2所述的辨识电器状态的功率监控装置，还包括 多个负载感测单元，装设于每一电器所连接的插座中，辨识电器状态的功率监控装置藉由所述负载感测单元以判断每一电器及其状态与插头位置的关系。8.一种基于使用者参与及回馈数据以进行辨识电器状态的功率监控方法，包括 测量且取样一电源的一电耗特性，其中该电源供应功率给予多个电器； 侦测并计算该电耗特性的一变化；以及 当侦测到该变化时，依据该变化搜寻一电器特征数据库，以取得近似该变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。9.根据权利要求8所述的辨识电器状态的功率监控方法，其中测量该电源的该电耗特性的步骤包括 侦测该电源的该电耗特性并滤除噪声；以及 对该电耗特性进行取样，以求得该电耗特性的一特征参数列。10.根据权利要求9所述的辨识电器状态的功率监控方法，侦测并计算该电耗特性的该变化的步骤包括 依据该电耗特性的该特征参数列与前次取样的该电耗特性的该特征参数列来计算该变化的一变化特征参数列。11.根据权利要求10所述的辨识电器状态的功率监控方法，其中该变化特征参数列包括一变化稳态电流波形、一瞬间暂态电流波形、一电压均方根值、一电流均方根值、一有效电功率及一无效电功率。12.根据权利要求11所述的辨识电器状态的功率监控方法，依据该变化搜寻该电器特征数据库的步骤包括 将该变化特征参数列的该变化电流波形进行傅里叶变换，以求得一比对谐波信息； 依据该电流变化值、该有效电功率、该无效电功率、谐波信息、瞬态电流波形等搜寻该电器特征数据库，以取得近似的一个或多个电器辨识值与所述电器辨识值的状态，或多个电器辨识值与所述电器辨识值的状态的组合。13.—种辨识电器状态的功率监控系统，包括 一第一功率监测装置，用以测量一第一电源的电耗特性，藉以侦测及计算该第一电源的电耗特性的一第一变化，其中该第一电源供应功率给予一第一电器群组及一第二电器群组；以及 至少一第二功率监测装置，用以测量对应的一第二电源的电耗特性，藉以侦测及计算对应的该第二电源的电耗特性的一第二变化，其中该第二电源为该第一电源的分支且供应功率给予该第二电器群组， 其中，该第一功率监测装置及该第二功率监测装置进行一层次建构步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹孝栎，赖易圣，林明骏，陈勇旗，
申请(专利权)人：财团法人交大思源基金会，
类型：发明
国别省市：