電器負載檢測方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電器負載監(jiān)測方法與系統(tǒng)，用于監(jiān)測耦接至一個電力回路的多個電器裝置。此方法包括：在一個時間點取得電力回路的第一電力特征；在另一個時間點取得電力回路的第二電力特征；以及根據(jù)第一電力特征與第二電力特征判斷是否發(fā)生電力特征變化。此方法更包括，若發(fā)生此電力特征變化時，則根據(jù)參考電壓調(diào)整第一電力特征至第一正規(guī)電力特征，根據(jù)參考電壓調(diào)整第二電力特征至第二正規(guī)電力特征，并且根據(jù)第一正規(guī)電力特征與第二正規(guī)電力特征來辨識一個電器裝置從第一狀態(tài)改變至第二狀態(tài)。由此，本方法可以準確地辨識電器裝置是否被啟動或關閉。
【專利說明】電器負載檢測方法與系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種電器負載監(jiān)測方法與系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]為了節(jié)約能源，設置智慧電表(Smart Meter)并架構先進電表系統(tǒng)(AdvancedMetering Infrastructure, AMI)已越來越普遍。先進電表系統(tǒng)可以用來取代傳統(tǒng)的人工抄表，并提升電能的使用效率。根據(jù)研究指出，若使用者可以得知家庭內(nèi)的總用電情形，使用者會自發(fā)性的節(jié)省能源的使用。如果能進一步的得知家中每個電器的用電情形，使用者更可以得知如何省電。
[0003]一種作法是在每個電器中都加裝一個感測器，以得知每個電器是否被開啟或關閉，此種方法是屬于侵入式的負載監(jiān)測。然而，另一種作法是非侵入式電器負載監(jiān)測(Nonintrusive Appliance Load Monitoring, NALM),此方法是先偵測所有電器的總功率消耗，再判斷出是哪些電器被開啟或是關閉。因此，如何使用非侵入式的監(jiān)測方法來準確地判斷哪一個電器已被開啟或關閉，為此領域技術人員所關心的議題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一范例實施例提出一種電器負載監(jiān)測方法與系統(tǒng)，其可以準確地辨識電器裝置為處于啟動或關閉狀態(tài)。
[0005]本發(fā)明的一范例實施例提出一種電器負載監(jiān)測方法，用于監(jiān)測多個電器裝置，并且這些電器裝置耦接至一個電力回路。此電器負載監(jiān)測方法包括:在第一時間，取得電力回路的第一電力特征；在另一個第二時間，取得電力回路的第二電力特征；根據(jù)第一電力特征與第二電力特征判斷是否發(fā)生電力特征變化；以及，若發(fā)生電力特征變化則執(zhí)行一個辨識程序。上述的辨識程序包括:根據(jù)一個參考電壓，調(diào)整第一電力特征至第一正規(guī)電力特征；根據(jù)參考電壓，調(diào)整第二電力特征至第二正規(guī)電力特征；以及根據(jù)第一正規(guī)電力特征與第二正規(guī)電力特征來辨識一個第一電器裝置從第一狀態(tài)改變至第二狀態(tài)。
[0006]所述根據(jù)該第一電力特征與該第二電力特征判斷是否發(fā)生該電力特征變化的步驟包括:取得該第一電力特征與該第二電力特征之間的一差值；判斷該差值是否大于一臨界值；以及若該差值大于該臨界值，判定發(fā)生該電力特征變化。
[0007]所述根據(jù)該參考電壓，調(diào)整該第一電力特征至該第一正規(guī)電力特征的步驟包括:取得該電力回路在該第一時間的一第一電壓；取得該第一電壓與該參考電壓的一第一比值；取得一電力特征因子；根據(jù)該第一比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算；以及將該指數(shù)運算的結果乘上該第一電力特征以產(chǎn)生該第一正規(guī)電力特征。
[0008]所述根據(jù)該參考電壓，調(diào)整該第二電力特征至該第二正規(guī)電力特征的步驟包括:取得該電力回路在該第二時間的一第二電壓；取得該第二電壓與該參考電壓的一第二比值；取得一電力特征因子；根據(jù)該第二比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算；以及將該指數(shù)運算的結果乘上該第二電力特征以產(chǎn)生該第二正規(guī)電力特征。[0009]所述取得該電力特征因子的步驟包括:取得一第二電器裝置的多個測量電力特征與多個測量電壓；根據(jù)所述測量電力特征的其中之一、所述測量電壓的其中之一、該參考電壓、該第二電器裝置的一回歸電力特征以及該電力特征因子來建立一回歸模型；以及根據(jù)該回歸模型、所述測量電力特征與所述測量電壓執(zhí)行一回歸分析以取得該電力特征因子與該回歸電力特征。
[0010]所述根據(jù)該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征來辨識所述電器裝置的該第一電器裝置從該第一狀態(tài)改變至該第二狀態(tài)的步驟包括:建立一數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫儲存有每一所述電器裝置在該參考電壓下的一電器正規(guī)電力特征；計算該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征的一差值；以及比對該差值與每一所述電器正規(guī)電力特征以辨識該第一電器裝置從該第一狀態(tài)改變至該第二狀態(tài)。
[0011]該電力回路包括多個次電力回路，所述電器裝置是耦接至所述次電力回路的其中之一，并且所述次電力回路耦接至一多工器，其中所述在該第一時間，取得該電力回路的該第一電力特征的步驟包括:通過該多工器，取得每一所述次電力回路的一次電力特征；以及根據(jù)所述次電力特征，取得該第一電力特征。
[0012]該第一電力特征與該第二電力特征各別包括一電壓、一電流、一實功率(activepower) >一虛功率(reactive power) >一功率因素(power factor) >一視在功率(apparentpower)、一電流波形或一諧波。
[0013]本發(fā)明的一范例實施例提出一種電器負載監(jiān)測方法，用于監(jiān)測一個電器裝置。此電器裝置是耦接至一個電力回路，此電力回路是耦接至一個電源供應器，而電源供應器是用以供應電源給電器裝置。此電器負載監(jiān)測方法包括:通過電力特征測量器，取得電力回路的電力特征；判斷電力特征測量器的測量器類型；根據(jù)電源供應器所在的地區(qū)，判斷電源供應器的供應器類型；根據(jù)測量器類型、供應器類型與參考電壓，調(diào)整電力特征以產(chǎn)生正規(guī)電力特征；以及，根據(jù)正規(guī)電力特征辨識電器裝置。
[0014]所述判斷該電力特征測量器的該測量器類型的步驟包括:根據(jù)該電力特征測量器與該電源供應器的一耦接關系來判斷該測量器類型是否為一單表或是一總表。
[0015]該電力特征還包括一電壓，并且所述根據(jù)該測量器類型、該供應器類型與該參考電壓，調(diào)整該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征的步驟包括:若該測量器類型為該單表且該供應器類型為一單相電源時，則將該電壓除以一預設值，根據(jù)該電壓、該參考電壓與一電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征；以及若該測量器類型為該總表且該供應器類型為該單相電源時，則根據(jù)該電壓、該參考電壓與該電力特征因子執(zhí)行該指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征。
[0016]該電力特征包括一功率因素(power factor)與一視在功率(apparent power),并且所述根據(jù)該測量器類型、該供應器類型與該參考電壓，調(diào)整該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征的步驟包括:若該測量器類型為一總表且該供應器類型為一三相電源時，則執(zhí)行以下步驟:根據(jù)該三相電源中一線電壓與一相電壓之間的一相位差來調(diào)整該視在功率以產(chǎn)生一正規(guī)視在功率；根據(jù)該相位差調(diào)整該功率因素以產(chǎn)生一正規(guī)功率因素；將該正規(guī)視在功率與該正規(guī)功率因素相乘以產(chǎn)生一正規(guī)實功率；以及設定該正規(guī)實功率為該正規(guī)電力特征。[0017]本發(fā)明的一范例實施例提出一種電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，耦接至一電力回路，其中多個電器裝置是耦接至此電力回路。此電器負載監(jiān)測系統(tǒng)包括電力特征擷取模塊、事件偵測模塊、電力特征正規(guī)化模塊與電器狀態(tài)辨識模塊。上述的電力特征擷取模塊是用以在一個第一時間取得電力回路的第一電力特征，并在另一個第二時間取得電力回路的第二電力特征。事件偵測模塊是耦接至電力特征擷取模塊，用以根據(jù)第一電力特征與第二電力特征判斷是否發(fā)生一個電力特征變化。電力特征正規(guī)化模塊則是耦接至事件偵測模塊。若發(fā)生上述的電力特征變化，電力特征正規(guī)化模塊會根據(jù)參考電壓調(diào)整第一電力特征至第一正規(guī)電力特征，并根據(jù)參考電壓調(diào)整第二電力特征至第二正規(guī)電力特征。電器狀態(tài)辨識模塊則會根據(jù)第一正規(guī)電力特征與第二正規(guī)電力特征來辨識電器裝置的第一電器裝置從第一狀態(tài)切換至第二狀態(tài)。
[0018]該電力特征正規(guī)化模塊還用以取得該第一電力特征與該第二電力特征之間的一差值，并且判斷該差值是否大于一臨界值，其中當該差值大于該臨界值時，該電力特征正規(guī)化模塊判定發(fā)生該電力特征變化。
[0019]該電力特征正規(guī)化模塊還用以在該第一時間，取得該電力回路的一第一電壓，取得該第一電壓與該參考電壓的一第一比值，并取得一電力特征因子，其中該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該第一比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該第一電力特征以產(chǎn)生該第一正規(guī)電力特征。
[0020]該電力特征正規(guī)化模塊還用以在該第二時間，取得該電力回路的一第二電壓，取得該第二電壓與該參考電壓的一第二比值，并取得一電力特征因子，其中該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該第二比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該第二電力特征以產(chǎn)生該第二正規(guī)電力特征。
[0021]該電力特征擷取模塊還用以取得一第二電器裝置的多個測量電力特征與多個測量電壓，其中，該電力特征正規(guī)化模塊根據(jù)所述測量電力特征的其中之一、所述測量電壓的其中之一、該參考電壓、該第二電器裝置的一回歸電力特征以及該電力特征因子來建立一回歸模型，其中，該電力特征正規(guī)化模塊根據(jù)該回歸模型、所述測量電力特征與所述測量電壓執(zhí)行一回歸分析以取得該電力特征因子與該回歸電力特征。
[0022]該電器狀態(tài)辨識模塊還用以存取一數(shù)據(jù)庫，其中該數(shù)據(jù)庫儲存有每一所述電器裝置在該參考電壓下的一電器正規(guī)電力特征，該電器狀態(tài)辨識模塊會計算該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征的一差值，并比對該差值與每一所述電器正規(guī)電力特征以辨識該第一電器裝置從該第一狀態(tài)改變至該第二狀態(tài)。
[0023]該電力回路包括多個次電力回路，所述電器裝置是耦接至所述次電力回路的其中之一，而所述次電力回路耦接至一多工器，其中該電力特征擷取模塊還用以通過該多工器，取得每一所述次電力回路的一次電力特征，并根據(jù)所述次電力特征，取得該第一電力特征。
[0024]該第一電力特征與該第二電力特征各別包括一電壓、一電流、一實功率(activepower) >一虛功率(reactive power) >一功率因素(power factor) >一視在功率(apparentpower)、一電流波形、或一諧波。
[0025]該該電器狀態(tài)辨識模塊還用以提供所述電氣裝置的一使用管理。
[0026]本發(fā)明的一范例實施例提出一種電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，耦接至一個電力回路。其中，一個電器裝置會耦接至此電力回路，電力回路耦接至電源供應器，并且此電源供應器是用以供應電源給電器裝置。此電器裝置監(jiān)測系統(tǒng)包括電力特征擷取模塊、電力特征正規(guī)化模塊與電器狀態(tài)辨識模塊。電力特征擷取模塊是用以通過一個電力特征測量器取得電力回路的一電力特征，并判斷電力特征測量器的測量器類型。電力特征正規(guī)化模塊是耦接至電力特征擷取模塊，用以根據(jù)電源供應器所在的地區(qū)判斷電源供應器的供應器類型，并根據(jù)測量器類型、供應器類型與參考電壓來調(diào)整電力特征以產(chǎn)生正規(guī)電力特征。電器狀態(tài)辨識模塊是耦接至電力特征正規(guī)化模塊，用以根據(jù)正規(guī)電力特征辨識上述的電器裝置。
[0027]該電力特征擷取模塊還用以根據(jù)該電力特征測量器與該電源供應器的一耦接關系來判斷該測量器類型是否為一單表或是一總表。
[0028]該電力特征還包括一電壓，其中若該測量器類型為該單表且該供應器類型為一單相電源時，該電力特征正規(guī)化模塊還用以將該電壓除以一預設值，根據(jù)該電壓、該參考電壓與一電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征，其中若該測量器類型為該總表且該供應器類型為該單相電源時，該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該電壓、該參考電壓與該電力特征因子執(zhí)行該指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征。
[0029]該電力特征包括一功率因素(power factor)與一視在功率(apparent power),其中若該測量器類型為一總表且該供應器類型為一三相電源時，該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該三相電源中一線電壓與一相電壓之間的一相位差來調(diào)整該視在功率以產(chǎn)生一正規(guī)視在功率，并根據(jù)該相位差調(diào)整該功率因子以產(chǎn)生一正規(guī)功率因素，該電力特征正規(guī)化模塊還用以將該正規(guī)視在功率與該正規(guī)功率因素相乘以產(chǎn)生一正規(guī)實功率，并設定該正規(guī)實功率為該正規(guī)電力特征。
[0030]該電器狀態(tài)辨識模塊還用以提供該電氣裝置的一使用管理。
[0031]基于上述，本發(fā)明的范例實施例所提出的電器負載監(jiān)測方法與系統(tǒng)，可以正規(guī)化所測量的電力特征，進而準確地辨識并監(jiān)測電器裝置的啟閉狀態(tài)。
[0032]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1A是根據(jù)第一范例實施例說明監(jiān)測電器負載的示意圖。
[0034]圖1B是根據(jù)第一范例實施例所繪示的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)的方塊圖。
[0035]圖1C是根據(jù)第一范例實施例所繪示的電力特征測量器的運作示意圖。
[0036]圖2是根據(jù)第一范例實施例所繪示的實功率變化的曲線圖。
[0037]圖3是根據(jù)第一范例實施例說明電器負載監(jiān)測方法的流程圖。
[0038]圖4是根據(jù)第二范例實施例說明三相電源的范例示意圖。
[0039]圖5是根據(jù)第二范例實施例說明單相電源的范例示意圖。
[0040]圖6是根據(jù)第二范例實施例說明電器負載監(jiān)測方法的流程圖。
[0041]圖7是根據(jù)第二范例實施例說明從不同地區(qū)擷取電力特征的范例示意圖。
[0042]附圖標記說明
[0043]150:電器負載監(jiān)測系統(tǒng)
[0044]170:電氣負載[0045]180:電力特征測量器
[0046]190:電源供應器
[0047]152:電力特征擷取模塊
[0048]154:事件偵測模塊
[0049]156:電力特征正規(guī)化模塊
[0050]158:電器狀態(tài)辨識模塊
[0051]102、104、106:電器裝置
[0052]120:電力回路
[0053]122、124、126:次電力回路
[0054]112、114、116:感測器
[0055]110:多工器
[0056]130:交/直流電源電路
[0057]140:微控器
[0058]160:通信傳輸輸出接口
[0059]T1、T2:時間
[0060]210、220、230:時間區(qū)間
[0061]S302、S304、S306、S308、S310、S312:電器負載監(jiān)測方法的步驟
[0062]402、404、406:端點
[0063]422:相電流
[0064]424:線電流
[0065]442:相電壓
[0066]444:線電壓
[0067]502、504、506:端點
[0068]522、542:電流
[0069]524、544:電壓
[0070]S602、S604、S606、S608、S610:電器負載監(jiān)測方法的步驟
[0071]620:伺服器
[0072]710:工業(yè)區(qū)用電環(huán)境
[0073]720:住宅區(qū)用電環(huán)境
[0074]730:郊區(qū)用電環(huán)境
[0075]740、750、760:使用者
[0076]712、714、722、732、742、752、762:電力特征測量器
[0077]157:存儲器
[0078]156a?156c:電力特征正規(guī)化模塊【具體實施方式】
[0079][第一范例實施例]
[0080]圖1A是根據(jù)第一范例實施例說明監(jiān)測電器負載的示意圖。
[0081]電源供應器190是用以提供電源給一或多個電器裝置。電源供應器190所提供的電源可以是交流或直流，并且電源供應器190也可以提供單相電源(single-phaseelectric power)、雙向電源(two-phase electric power)或是三相電源(Three-phaseelectric power),本發(fā)明并不在此限。
[0082]電力特征測量器180是耦接至電源供應器190，用以測量一或多個電器裝置上的電力特征。在此范例實施例中，電力特征測量器180所測量的電力特征是實功率(activepower) ο然而，電力特征測量器180也可以測量電壓、電流、虛功率(reactive power)、功率因素(power factor)、視在功率(apparent power)、電流波形或是諧波,本發(fā)明并不在此限。
[0083]電器負載170是耦接至電力特征測量器180。例如，電器負載170中包括一或多個電力回路，且每一個電力回路耦接至一或多個電器裝置。這些電力回路耦接的電器裝置是根據(jù)電源供應器190所提供的電源來運作。
[0084]電器負載監(jiān)測系統(tǒng)150是耦接至電力特征測量器180，并通過電力特征測量器180來取得電器負載170上的電力特征，進而判斷出電器負載170中哪一個電器裝置的使用狀態(tài)已改變。例如，電器負載監(jiān)測系統(tǒng)150會取得電器負載170中所有電器裝置的總功率，并偵測出哪一個電器裝置被開啟(或被關上)。
[0085]圖1B是根據(jù)第一范例實施例所繪示的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)的概要方塊圖。
[0086]請參照圖1B，電器負載監(jiān)測系統(tǒng)150包括電力特征擷取模塊152、事件偵測模塊154、電力特征正規(guī)化模塊156與電器狀態(tài)辨識模塊158。
[0087]電力特征擷取模塊152用以取得電力特征測量器180所測量到的電力特征。
[0088]事件偵測模塊154耦接至電力特征擷取模塊152，用以判斷根據(jù)電力特征擷取模塊152所擷取的電力特征來判斷是否發(fā)生電力特征變化。例如，電力特征擷取模塊152會持續(xù)地擷取電器負載170的電力特征，并且當前次所擷取的電力特征與此次所擷取的電力特征的差值大于臨界值時，事件偵測模塊154會判定發(fā)生電力特征變化。
[0089]電力特征正規(guī)化模塊156耦接至電力特征擷取模塊152與事件偵測模塊154，用以當發(fā)生電力特征變化時，將電力特征擷取模塊152所擷取的電力特征進行正規(guī)化。
[0090]電器狀態(tài)辨識模塊158耦接至電力特征正規(guī)化模塊156與事件偵測模塊154，用以當發(fā)生電力特征變化時，根據(jù)電力特征正規(guī)化模塊156所產(chǎn)生的正規(guī)化電力特征來辨識哪一個電器裝置改變了狀態(tài)。
[0091]圖1C是根據(jù)第一范例實施例所繪示的電力特征測量器的運作示意圖。
[0092]電器負載170中包括了電力回路120，而電力回路耦接至電器裝置102、104與106。在本范例實施例中，電器負載170是在一般家庭中，電器裝置102為螢幕、電器裝置104為音響而電器裝置106為電冰箱。然而，必須了解的是本發(fā)明不限于此。例如，在另一范例實施例中，電器負載170亦可在工廠或是商業(yè)大樓，并且上述電器裝置可以是機械手臂、伺服器或是電梯。
[0093]電力回路120包括次電力回路122、124與126。在本范例實施例中，次電力回路122、124與126是多個插座，并且電器裝置102、104與106是耦接至次電力回路122與126。換言之，電器裝置102、104與106是通過電力回路120取得電源供應器190所提供的電源。在其他范例實施例中，次電力回路122、124與126也可以是延長線、變壓器或整流器，本發(fā)明并不在此限。[0094]電力特征測量器180包括多工器110、感測器112、114與116、交/直流電源電路130、微控器140、通信傳輸輸出接口 160。
[0095]感測器112耦接至次電力回路122，感測器114耦接至次電力回路114，并且感測器116是耦接至次電力回路116。例如，感測器112、114與116為類比(或數(shù)位)電表，用以分別測量次電力回路122、124與126上的電力特征(亦稱次電力特征)。
[0096]多工器110耦接至感測器112、114、116與微控器140。
[0097]交/直流電源電路130是耦接至電源供應器190，用以將電源供應器190所提供的電源轉換為適用于電力特征測量器180的電源，并轉換后的電源提供給微控器140。
[0098]微控器140是用以測量電力回路120上的電力特征。具體來說，多工器110是輪流地將感測器112、114與116耦接至微控器140，微控器140會依序地取得感測器112、114與116所量得的次電力特征。
[0099]通信傳輸輸出接口 160是耦接至微控器140。通信傳輸輸出接口 160會通過網(wǎng)路、射頻通信、其他有線或無線的傳輸將微控器140所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)傳送給電器負載監(jiān)測系統(tǒng)150。在一范例實施例中，電器負載監(jiān)測系統(tǒng)150是配置在遠端的一個伺服器上。電器狀態(tài)辨識模塊158會提供電器裝置102、104與106的一個使用管理(例如，一個應用程式)。使用者可以通過一個通信裝置(例如，個人電腦、手機或是平板電腦)連線到此伺服器以操作此使用管理，進而監(jiān)測各個電器裝置102、104與106。
[0100]在另一范例實施例中，電器負載監(jiān)測系統(tǒng)150也可以配置在家中，通信傳輸輸出接口 160可通過纜線或是匯流排將數(shù)據(jù)傳送給電器負載監(jiān)測系統(tǒng)150，本發(fā)明并不在此限。
[0101]首先，電力特征擷取模塊152會取得電力特征測量器180所測量到的電力特征。具體來說，電力特征擷取模塊152可以根據(jù)從次電力回路122、124與126所得的次電力特征來獲得電力回路120的電力特征。例如，這些次電力特征是每個次電力回路122、124與126上的實功率，并且電力特征擷取模塊152將次電力回路122、124與126的實功率相加之后，便可以得到電力回路120整體消耗的實功率。然而，這些次電力特征也可以包括電壓、電流、虛功率、功率因素、視在功率、電流波形或是諧波，本發(fā)明并不在此限。
[0102]詳細來說，電力特征擷取模塊152會在一個時間點(亦稱第一時間)取得電力回路120上的一個電力特征(亦稱第一電力特征)。在另一個時間點(亦稱第二時間)，電力特征擷取模塊152會取得電力回路上120的另一個電力特征(亦稱第二電力特征)。事件偵測模塊154會根據(jù)第一電力特征與第二電力特征判斷是否發(fā)生一個電力特征變化。若發(fā)生了電力特征變化，電力特征正規(guī)化模塊156會根據(jù)參考電壓來正規(guī)化第一電力特征與第二電力特征。并且，電器狀態(tài)辨識模塊158會根據(jù)正規(guī)化后的電力特征來辨識一個電器裝置的狀態(tài)已被改變。
[0103]圖2是根據(jù)第一范例實施例所繪示的實功率變化的曲線圖。
[0104]請參照圖2，橫軸所表示的為時間，并且縱軸表示的是電力回路120上整體消耗的實功率，其單位為瓦(watt)。以電器裝置102與104的啟閉為例，在時間區(qū)間210時，電器裝置102被開啟，而電器裝置104是關閉，此時電力特征測量器180所測得的實功率為826.4瓦且電壓是119.3伏特。在時間區(qū)間220時，電器裝置102與104皆被開啟，此時電力特征測量器180所測得的實功率為1340瓦且電壓是117.9伏特。在時間區(qū)間230時，電器裝置102被關閉，而電器裝置104被開啟，此時電力特征測量器180所測得的實功率為557.2瓦且電壓是120.2伏特。值得注意的是，時間區(qū)間220時所消耗的實功率(1340w)減去時間區(qū)間230時所消耗的實功率為782.8瓦，此是由于電器裝置102從開啟變成關閉。然而，當只有電器裝置102被開啟時，所消耗的實功率為826.4瓦，而此兩數(shù)值并不相等。這是由于從時間區(qū)間210到時間區(qū)間220時電器裝置104被開啟，造成了電壓下降(從119.3V到117.9V)，也造成電器裝置102在時間區(qū)間220所消耗的實功率會低于在時間區(qū)間210所消耗的實功率。
[0105]因此，在不同的時間點下的電壓不一定會相同，此現(xiàn)象會影響一個電器裝置在不同時間點所消耗的實功率。在本范例實施例中，電力特征正規(guī)化模塊156會設定一個參考電壓，并將不同電壓下的實功率調(diào)整到此參考電壓下的實功率。例如，在某一時間點，電力回路120的總實功率Ppm可以用方程式(I)來表示。.? \α
[0106]
【權利要求】
1.一種電器負載監(jiān)測方法，用于監(jiān)測多個電器裝置，其中所述電器裝置耦接至一電力回路，該電器負載監(jiān)測方法包括: 在一第一時間，取得該電力回路的一第一電力特征； 在一第二時間，取得該電力回路的一第二電力特征，其中該第一時間不同于該第二時間； 根據(jù)該第一電力特征與該第二電力特征判斷是否發(fā)生一電力特征變化；以及 若發(fā)生該電力特征變化，執(zhí)行一辨識程序，其中該辨識程序包括: 根據(jù)一參考電壓，調(diào)整該第一電力特征至一第一正規(guī)電力特征； 根據(jù)該參考電壓，調(diào)整該第二電力特征至一第二正規(guī)電力特征；以及根據(jù)該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征來辨識所述電器裝置之中的一第一電器裝置從一第一狀態(tài)改變至一第二狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)該第一電力特征與該第二電力特征判斷是否發(fā)生該電力特征變化的步驟包括: 取得該第一電力特征與該第二電力特征之間的一差值； 判斷該差值是否大于一臨界值；以及 若該差值大于該臨界值，判定發(fā)生該電力特征變化。
3.如權利要求1所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)該參考電壓，調(diào)整該第一電力特征至該第一正規(guī)電力 特征的步驟包括: 取得該電力回路在該第一時間的一第一電壓； 取得該第一電壓與該參考電壓的一第一比值； 取得一電力特征因子； 根據(jù)該第一比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算；以及 將該指數(shù)運算的結果乘上該第一電力特征以產(chǎn)生該第一正規(guī)電力特征。
4.如權利要求1所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)該參考電壓，調(diào)整該第二電力特征至該第二正規(guī)電力特征的步驟包括: 取得該電力回路在該第二時間的一第二電壓； 取得該第二電壓與該參考電壓的一第二比值； 取得一電力特征因子； 根據(jù)該第二比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算；以及 將該指數(shù)運算的結果乘上該第二電力特征以產(chǎn)生該第二正規(guī)電力特征。
5.如權利要求3所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，所述取得該電力特征因子的步驟包括: 取得一第二電器裝置的多個測量電力特征與多個測量電壓； 根據(jù)所述測量電力特征的其中之一、所述測量電壓的其中之一、該參考電壓、該第二電器裝置的一回歸電力特征以及該電力特征因子來建立一回歸模型；以及 根據(jù)該回歸模型、所述測量電力特征與所述測量電壓執(zhí)行一回歸分析以取得該電力特征因子與該回歸電力特征。
6.如權利要求1所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征來辨識所述電器裝置的該第一電器裝置從該第一狀態(tài)改變至該第二狀態(tài)的步驟包括: 建立一數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫儲存有每一所述電器裝置在該參考電壓下的一電器正規(guī)電力特征； 計算該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征的一差值；以及比對該差值與每一所述電器正規(guī)電力特征以辨識該第一電器裝置從該第一狀態(tài)改變至該第二狀態(tài)。
7.如權利要求1所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，該電力回路包括多個次電力回路，所述電器裝置是耦接至所述次電力回路的其中之一，并且所述次電力回路耦接至一多工器， 其中所述在該第一時間，取得該電力回路的該第一電力特征的步驟包括: 通過該多工器，取得每一所述次電力回路的一次電力特征；以及 根據(jù)所述次電力特征，取得該第一電力特征。
8.如權利要求1所述之電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，該第一電力特征與該第二電力特征各別包括一電壓、一電流、一實功率、一虛功率、一功率因素、一視在功率、一電流波形或一諧波。
9.一種電器負載監(jiān)測方法，用于監(jiān)測一電器裝置，其中該電器裝置耦接至一電力回路，該電力回路耦接至一電源供應器，且該電源供應器用以供應一電源給該電器裝置，該電器負載監(jiān)測方法包括: 通過一電力特征測量器，取得該電力回路的一電力特征；` 判斷該電力特征測量器的一測量器類型； 根據(jù)該電源供應器所在的地區(qū)，判斷該電源供應器的一供應器類型； 根據(jù)該測量器類型、該供應器類型與一參考電壓，調(diào)整該電力特征以產(chǎn)生一正規(guī)電力特征；以及 根據(jù)該正規(guī)電力特征辨識該電器裝置。
10.如權利要求9所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，所述判斷該電力特征測量器的該測量器類型的步驟包括: 根據(jù)該電力特征測量器與該電源供應器的一耦接關系來判斷該測量器類型是否為一單表或是一總表。
11.如權利要求10所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，該電力特征還包括一電壓，并且 所述根據(jù)該測量器類型、該供應器類型與該參考電壓，調(diào)整該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征的步驟包括: 若該測量器類型為該單表且該供應器類型為一單相電源時，則將該電壓除以一預設值，根據(jù)該電壓、該參考電壓與一電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征；以及 若該測量器類型為該總表且該供應器類型為該單相電源時，則根據(jù)該電壓、該參考電壓與該電力特征因子執(zhí)行該指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征。
12.如權利要求10所述的電器負載監(jiān)測方法，其特征在于，該電力特征包括一功率因素與一視在功率，并且 所述根據(jù)該測量器類型、該供應器類型與該參考電壓，調(diào)整該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征的步驟包括: 若該測量器類型為一總表且該供應器類型為一三相電源時，則執(zhí)行以下步驟: 根據(jù)該三相電源中一線電壓與一相電壓之間的一相位差來調(diào)整該視在功率以產(chǎn)生一正規(guī)視在功率； 根據(jù)該相位差調(diào)整該功率因素以產(chǎn)生一正規(guī)功率因素； 將該正規(guī)視在功率與該正規(guī)功率因素相乘以產(chǎn)生一正規(guī)實功率；以及 設定該正規(guī)實功率為該正規(guī)電力特征。
13.一種電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，耦接至一電力回路，其特征在于，多個電器裝置耦接至該電力回路，該電器負載監(jiān)測系統(tǒng)包括: 一電力特征擷取模塊，用以在一第一時間取得該電力回路的一第一電力特征，并在一第二時間取得該電力回路的一第二電力特征，其中該第一時間不同于該第二時間； 一事件偵測模塊，耦接至該電力特征擷取模塊，用以根據(jù)該第一電力特征與該第二電力特征判斷是否發(fā)生一電力特征變化， 一電力特征正規(guī)化模塊，耦接至該事件偵測模塊，其中當發(fā)生該電力特征變化時，該電力特征正規(guī)化模塊用以根據(jù)一參考電壓調(diào)整該第一電力特征至一第一正規(guī)電力特征，并且根據(jù)該參考電壓調(diào)整該第二電力特征至一第二正規(guī)電力特征；以及 一電器狀態(tài)辨識模塊，耦接至該 電力特征正規(guī)化模塊，用以根據(jù)該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征來辨識所述電器裝置的一第一電器裝置從一第一狀態(tài)切換至一第二狀態(tài)。
14.如權利要求13所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力特征正規(guī)化模塊還用以取得該第一電力特征與該第二電力特征之間的一差值，并且判斷該差值是否大于一臨界值， 其中當該差值大于該臨界值時，該電力特征正規(guī)化模塊判定發(fā)生該電力特征變化。
15.如權利要求13所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力特征正規(guī)化模塊還用以在該第一時間，取得該電力回路的一第一電壓，取得該第一電壓與該參考電壓的一第一比值，并取得一電力特征因子， 其中該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該第一比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該第一電力特征以產(chǎn)生該第一正規(guī)電力特征。
16.如權利要求13所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力特征正規(guī)化模塊還用以在該第二時間，取得該電力回路的一第二電壓，取得該第二電壓與該參考電壓的一第二比值，并取得一電力特征因子， 其中該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該第二比值與該電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該第二電力特征以產(chǎn)生該第二正規(guī)電力特征。
17.如權利要求15所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力特征擷取模塊還用以取得一第二電器裝置的多個測量電力特征與多個測量電壓， 其中，該電力特征正規(guī)化模塊根據(jù)所述測量電力特征的其中之一、所述測量電壓的其中之一、該參考電壓、該第二電器裝置的一回歸電力特征以及該電力特征因子來建立一回歸模型， 其中，該電力特征正規(guī)化模塊根據(jù)該回歸模型、所述測量電力特征與所述測量電壓執(zhí)行一回歸分析以取得該電力特征因子與該回歸電力特征。
18.如權利要求13所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電器狀態(tài)辨識模塊還用以存取一數(shù)據(jù)庫，其中該數(shù)據(jù)庫儲存有每一所述電器裝置在該參考電壓下的一電器正規(guī)電力特征， 該電器狀態(tài)辨識模塊會計算該第一正規(guī)電力特征與該第二正規(guī)電力特征的一差值，并比對該差值與每一所述電器正規(guī)電力特征以辨識該第一電器裝置從該第一狀態(tài)改變至該第二狀態(tài)。
19.如權利要求13所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力回路包括多個次電力回路，所述電器裝置是耦接至所述次電力回路的其中之一，而所述次電力回路耦接至一多工器， 其中該電力特征擷取模塊還用以通過該多工器，取得每一所述次電力回路的一次電力特征，并根據(jù)所述次電力特征，取得該第一電力特征。
20.如權利要求13所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該第一電力特征與該第二電力特征各別包括一電壓、一電流、一實功率、一虛功率、一功率因素、一視在功率、一電流波形、或一諧波。
21.如權利要求13所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該該電器狀態(tài)辨識模塊還用以提供所述電氣裝置的一使用管理。`
22.一種電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，耦接至一電力回路，其中一電器裝置耦接至該電力回路，該電力回路耦接至一電源供應器，該電源供應器用以供應一電源給該電器裝置，該電器負載監(jiān)測系統(tǒng)包括: 一電力特征擷取模塊，用以通過一電力特征測量器，取得該電力回路的一電力特征，并判斷該電力特征測量器的一測量器類型； 一電力特征正規(guī)化模塊，耦接至該電力特征擷取模塊，用以根據(jù)該電源供應器所在的地區(qū)，判斷該電源供應器的一供應器類型，并根據(jù)該測量器類型、該供應器類型與一參考電壓來調(diào)整該電力特征以產(chǎn)生一正規(guī)電力特征；以及 一電器狀態(tài)辨識模塊，耦接至該電力特征正規(guī)化模塊，用以根據(jù)該正規(guī)電力特征辨識該電器裝置。
23.如權利要求22所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力特征擷取模塊還用以根據(jù)該電力特征測量器與該電源供應器的一耦接關系來判斷該測量器類型是否為一單表或是一總表。
24.如權利要求23所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力特征還包括一電壓， 其中若該測量器類型為該單表且該供應器類型為一單相電源時，該電力特征正規(guī)化模塊還用以將該電壓除以一預設值，根據(jù)該電壓、該參考電壓與一電力特征因子執(zhí)行一指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征， 其中若該測量器類型為該總表且該供應器類型為該單相電源時，該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該電壓、該參考電壓與該電力特征因子執(zhí)行該指數(shù)運算，并將該指數(shù)運算的結果乘上該電力特征以產(chǎn)生該正規(guī)電力特征。
25.如權利要求23所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電力特征包括一功率因素與一視在功率， 其中若該測量器類型為一總表且該供應器類型為一三相電源時，該電力特征正規(guī)化模塊還用以根據(jù)該三相電源中一線電壓與一相電壓之間的一相位差來調(diào)整該視在功率以產(chǎn)生一正規(guī)視在功率，并根據(jù)該相位差調(diào)整該功率因子以產(chǎn)生一正規(guī)功率因素， 該電力特征正規(guī)化模塊還用以將該正規(guī)視在功率與該正規(guī)功率因素相乘以產(chǎn)生一正規(guī)實功率，并設定該正規(guī)實功率為該正規(guī)電力特征。
26.如權利要求22所述的電器負載監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該電器狀態(tài)辨識模塊還用以提供該電氣裝置`的一使用管理。
【文檔編號】G01R31/00GK103513128SQ201210321816
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權日:2012年6月27日
【發(fā)明者】陳鴻元, 賴建良, 郭倫嘉 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院