辨識電器狀態的功率監控裝置及其功率監控方法
2023-05-30 14:37:36
專利名稱：辨識電器狀態的功率監控裝置及其功率監控方法
技術領域：
本發明涉及一種功率測量與監控技術，且特別涉及一種基於使用者參與及回饋數據以進行電器狀態辨別的功率監控技術，讓使用者易於判讀耗電原因。
背景技術：
功率監控裝置(俗稱電錶)是用來量度與監測耗電狀況的儀器，其可用來測量住宅、工商業等地區或者電器的功率消耗狀況。功率公司可依據電錶上顯示的耗電信息作為銷售功率的依據，使用者亦可在家庭或企業中裝設電錶於總電源或待測電源處，藉以監測其耗電量。由於社會上對於節能減排等環保議題逐漸受到重視，而且功率公司目前所用的電錶大部分為機械式電錶，其僅能顯示待測電源的耗電信息，難以自動記錄不同時段的耗電 情況。並且，據研究指出，如果能夠通過科技的幫助，讓使用者了解家中或者企業各電器的用電情形，應可節省25% 30%的電能消耗，因此全世界各個國家都鼓勵民眾加裝或更換數位式智能電錶(或稱智能型電錶)，藉以組成智能型供電網路(簡稱智能電網)。對於功率公司而言，其可遠端操控智能型電錶，以於用電量高峰期間時隨時調整家庭及工廠的用電狀況，藉以減少高峰期的用電量。而在功率需求較少時，功率公司可改善發電設備過剩的情形，並以高效率方式供給及管理功率。對消費者而言，智能型電錶可告知消費者不同時段的耗電情況，隨時了解家庭或企業的耗電情況，並關閉多餘未用的電器以減少電費的支出。在此以家庭用電作為舉例，以往的智能型電錶通常加裝於家中的總電源處，因此使用者僅能監測總電源以取得家中總電源的耗電情況，而無法判讀家中每個電器詳細的耗電狀況，即使智能型電錶加入非侵入式電器負載偵測技術(Nonintrusive LoadMonitoring, NILM)，通過電器耗電特徵數據來進行電器的辨認，也會因為電器種類繁多且新的電器不斷推陳出新，電器耗電特徵數據不易搜集，而無法精準偵測各種不同電器。而且也無法比較相同電器或不同電器但具備相同功能，在不同地點使用的耗電情形，進而了解電器效率和判斷耗電原因。使得智能型電錶難以協助使用者了解家中各電器功率使用與分布情形，無法管理家中的耗電電器、判讀耗電原因，進而在進行節電規劃時十分困難。若使用者想要監測家中每個電器的耗電與使用情況，進而判讀耗電原因，以往的功率監控技術便在家中每個供電插座上加裝類似智能型電錶的耗電監測裝置或感測器，無法利用單一個智能型電錶監測家中總電源與每一個電器的耗電狀況。由於上述功率監控技術的架設成本過高，消費者會因而降低使用的意願。
發明內容
本發明提供一種基於使用者參與及回饋數據進行辨識電器狀態的功率監控裝置，其依據電耗特性的變化來搜尋電器特徵資料庫以尋找可能的電器及電器狀態。同時使用者亦可通過確認搜尋結果或從可能的電器中選取正確的電器，藉以協助建立電器特徵資料庫。由使用者確認的電器耗電特徵與電器對應信息將用以更新電器特徵資料庫。通過記錄電器的耗電情形及比對電器特徵資料庫，可讓使用者得的相較於其他相同電器或具備相同功能的其他電器、使用者目前使用的電器的效率和耗電原因，以達到節能減碳的效果。以另一觀點而言，本發明提供一種辨識電器狀態的功率監控方法，此方法藉由使用者的參與及貢獻建立起電器、電器狀態與電器耗電特徵的對應關係，稱之為電器特徵資料庫，通過此資料庫進行電器與電器狀態的辨別，並藉由記錄與比對電器的耗電情形，讓使用者易於比較相同電器或具備相同功能的其他電器的效率，或判讀耗電原因，藉以準確進行節電規劃，進而達到節能減排的效果。本發明提出一種基於使用者參與及回饋數據進行辨識電器狀態的功率監控裝置，此功率監控裝置包括測量模塊、變化偵測與搜尋模塊以及由使用者參與建立的電器特徵資料庫。測量模塊用以測量電源的電耗特性，此電源可供應功率給予多個電器。變化偵測與搜尋模塊耦接至測量模塊，用以偵測並計算電耗特性的變化。當偵測到變化時，變化偵測與搜尋模塊便依據此變化來搜尋電器特徵資料庫，以取得近似此變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。同時使用者可通過確認搜尋結果或從可能的電器中選取正確的電器，協助建立電器特徵資料庫。由使用者確認的電器耗電特徵與電器 對應信息將用以更新電器特徵資料庫。在本發明的一實施例中，上述的測量模塊包括濾波單元及電耗特性測量單元。濾波單元用以測量電源的電耗特性，並可濾除電耗特性的噪聲。電耗特性測量單元耦接至濾波單元，其可對電耗特性進行取樣，藉以求得電耗特性的特徵參數列。在本發明的一實施例中，上述的變化偵測與搜尋模塊包括記憶單元及搜尋單元。記憶單元儲存有電器特徵資料庫。搜尋單元耦接至記憶單元，其可依據電耗特性的特徵參數列與前次取樣的電耗特性的特徵參數列來偵測並計算此變化的變化特徵參數列。當偵測到此變化大於門檻值時，搜尋單元便依據此變化特徵參數列來搜尋電器特徵資料庫，藉以取得近似此變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。同時使用者可通過確認搜尋結果或從可能的電器中選取正確的電器，協助建立電器特徵資料庫。由使用者確認的電器耗電特徵與電器對應信息將用以更新電器特徵資料庫。在本發明的一實施例中，上述的變化偵測與搜尋模塊包括變化偵測單元、傳輸界面單元及搜尋模塊。變化偵測單元可依據電耗特性的特徵參數列與前次取樣的電耗特性的特徵參數列來偵測並計算此變化的變化特徵參數列。當偵測到此變化大於門檻值時，變化偵測單元產生變化特徵封包，並且此變化特徵封包中具有變化特徵參數列。傳輸界面單元耦接至變化偵測單元，其可經由網路傳輸路徑來傳送變化特徵封包。搜尋模塊可經由網路傳輸路徑來接收此變化特徵封包，並依據變化特徵封包中的變化特徵參數列來搜尋電器特徵資料庫，藉以取得近似此變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。於此同時，使用者可通過確認搜尋結果或從可能的電器中選取正確的電器，協助建立電器特徵資料庫。由使用者確認的電器耗電特徵與電器對應信息將用以更新電器特徵資料庫。於另一角度而言，在此提出一種基於使用者參與及回饋數據進行辨識電器狀態的功率監控方法，此功率監控方法包括下列步驟。測量並且取樣一電源的電耗特性，其中上述的電源供應功率給予多個電器。並且，偵測並計算電耗特性的變化，當偵測到此變化時，便依據此變化來搜尋電器特徵資料庫，以取得近似此變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。同時使用者可通過確認搜尋結果或從可能的電器中選取正確的電器，協助建立電器特徵資料庫。由使用者確認的電器耗電特徵與電器對應信息將用以更新電器特徵資料庫。在本發明的一實施例中，依據此變化來搜尋電器特徵資料庫包括下列步驟。將變化特徵參數列的變化電流波形進行傅立葉變換(fourier transform),以求得比對諧波信息。此外，依據電流變化值、電流的諧波信息、有效電功率、無效電功率、電器狀態切換時所、造成的瞬態電流波形(Transient current wave)等參數來搜尋電器特徵資料庫，以取得近似此變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。於另一角度而言，在此提出一種辨識電器狀態的電力功率監控系統，包括一第一電力功率監測裝置，用以測量一第一電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第一電源的電耗特性的一第一變化，其中該第一電源供應電力功率給予一第一電器群組及一第二電器群組；以及至少一第二電力功率監測裝置，用以測量對應的一第二電源的電耗特性，藉以偵測及計算對應的該第二電源的電耗特性的一第二變化，其中該第二電源為該第一電源的分支且供應電力功率給予該第二電器群組，其中，該第一電力功率監測裝置及該第二電力功率監測裝置進行一層次建構步驟以得知其相對位置，同步校準該第一變化及該第二變化以計算一第一電器變化，當偵測到該第一電器變化時，該第一電力功率監測裝置依據該第一電器變化搜尋一電器特徵資料庫來取得並監控對應該第一電器變化的至少一第一電器的狀態，或該些所述第一電器的狀態的組合，其中該第一電器群組包含該些所述第一電器。在此還提出一種辨識電器狀態的電力功率監控方法，包括設置一第一電力功率監測裝置，用以測量一第一電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第一電源的電耗特性的一第一變化，其中該第一電源供應電力功率給予一第一電器群組及一第二電器群組；設置至少一第二電力功率監測裝置，用以測量對應的一第二電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第二電源的電耗特性的一第二變化，其中該第二電源為該第一電源的分支且供應電力功率給予該第二電器群組；該第一電力功率監測裝置及該第二電力功率監測裝置進行一層次建構步驟以得知其相對位置；同步校準該第一變化及該第二變化以計算一第一電器變化；當偵測到該第一電器變化時，依據該第一電器變化搜尋一電器特徵資料庫來取得並監控對應該第一電器變化的至少一第一電器的狀態，或該些所述第一電器的狀態的組合，其中該第一電器群組包含該些所述第一電器。基於上述，本發明的實施例利用每個電器於狀態變更時會形成對應的電耗特性變化，通過使用者參與確認或選取電器、電器狀態、以及電耗特性變化，建立三者的對應關係，建構電器特徵資料庫。接著，本發明實施例依據待測電源的電壓、電流及電功率等電耗特性的變化來搜尋上述電器特徵資料庫，藉以辨別電器及其狀態，功率監測裝置便可依據每個電器狀態的變更來記錄每個電器的耗電情況，讓使用者易於判讀耗電原因，以達到節能減碳的效果。此外，本發明實施例亦可藉由網際網路及雲端運算技術來提供龐大的電器特徵資料庫以及迅速的搜尋能力，讓使用者將其電器的品牌型號、耗電原因、節電建議等信息加入電器特徵資料庫中更進一步提供省電規劃與管理、自動判讀耗電原因、耗電分布分析及自動化省電控制等功能。為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖作詳細說明如下。
圖I是依照本發明 第一實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控裝置的示意圖。圖2是依照本發明第一實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控裝置的方框圖。圖3是圖2的辨識電器狀態的功率監控裝置的詳細方框圖。圖4是依照本發明第一實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控方法的流程圖。圖5A是前次取樣的總電源的電流波形圖。圖5B是本次取樣的總電源的電流波形圖。圖6是依照本發明第二實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控裝置的示意圖。圖7是依照本發明第二實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控裝置的方框圖。圖8是依照本發明第三實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控系統的示意圖。圖9為圖8的電錶拓撲網路不意圖。圖IOA為圖8的部分功率監控系統示意圖。圖IOB為圖IOA的電錶拓撲網路不意圖。圖11是依據本發明第四實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控方法的流程圖。圖12為圖11的步驟SI 140的詳細流程圖。圖13為步驟S1210的時間同步示意圖。圖14為步驟S1220的第一變化、第二變化及第一電器變化的示意圖。圖15是依據本發明第三實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控方法的流程圖。附圖標記10、60、80-1 80_5 :辨識電器狀態的功率監控裝置100 :建築物110-1 110-5 :電器210 :測量模塊220 :變化偵測、與搜尋模塊與電器特徵資料庫310 :濾波單元320 :反混疊濾波器330 :低通濾波器340:電耗特性測量單元350 :搜尋單元360 :記憶單元610 :裝置在插座中的負載偵測單元620:網際網路630 :搜尋模塊與電器特徵資料庫
710 :變化偵測單元720 :傳輸界面單元800、1000 :功率監控系統S410 S1550 :步驟 TP:總電源P2 P5 :第二電源至第五電源Gl G5 :第一電器群組至第五電器群組ITP:總電源的電流VTP:總電源的電壓Vffl :功率監控裝置80-1在總電源TP所偵測的電壓波形VM2 :功率監控裝置80-2在第二電源P2所偵測的電壓波形Λ T :時間間隔Iffl :功率監控裝置80-1在總電源TP所偵測的電流波形IW2 :功率監控裝置80-2在第二電源Ρ2所偵測的電流波形IWC :第一電器變化的電流波形
具體實施例方式現將詳細參考本發明的示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例的實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。如圖I所示，圖I是依照本發明第一實施例說明一種基於使用者參與及回饋的辨識電器狀態的功率監控裝置10的示意圖。本實施例以監測家庭用電中交流總電源TP作為舉例，而於其他實施例中可將此功率監控裝置10應用於企業用電或者功率公司的電源管理，亦可用以監測任一處電源，應用本實施例者不應以此為限。請參照圖1，建築物100中具有多個電器110-1 110-Ν，Ν為大於I的正整數，為簡化說明，本實施例以N為5來舉例說明，而本實施例的功率監控裝置10最多可監測約30至50個電器，約100安培的交流電流，但並不限制本發明。這些電器110-1 110-5的功率皆由總電源TP供應。功率監控裝置10於本實施例中可利用電器110-1 110-5在切換模式時所產生的耗電情況(如電流的變化波形、電功率的改變)來取得電器的模式信息，藉以監控電器110-1 110-5的耗電情況。換言之，當其中一個電器改變狀態時，功率監控裝置10可依據總電源TP電耗特性的變化來辨識此電器的狀態。此外，電器可能具備多種運作模式(或稱電器的狀態)，如風扇具有不同的風速狀態、空氣調節系統的除溼、送風、睡眠等模式，並且不同品牌型號的電器所具備的耗電情況亦具有些微差異，因此本實施例亦可藉由總電源TP電耗特性的變化來詳細判斷出電器的種類、狀態、甚至辨別出電器的品牌型號，而並非僅監控電器是否開啟/關閉而已。功率監控裝置10的裝置及其致動方式請參照圖2，圖2是依照本發明第一實施例說明一種辨識電器狀態的功率監控裝置10的方框圖。請參照圖2，辨識電器狀態的功率監控裝置10包括測量模塊210及變化偵測、搜尋模塊與電器特徵資料庫220，其中電器特徵資料庫可為完整或部分的資料庫內容。測量模塊210用以測量總電源TP的電耗特性(例如電壓及電流及電功率等)，其中總電源TP供應功率給予建築物100內的電器110-1 110-5(顯示於圖I中)。變化偵測、搜尋模塊與電器特徵資料庫220耦接至測量模塊210，用以偵測並計算上述電耗特性的變化。於本實施例中，變化偵測、搜尋模塊與電器特徵資料庫220偵測總電源TP的電耗特性(諸如電流變化值、有效電功率、無效電功率及諧波信息...等)是否發生變化，當偵測到電耗特性變化值大於電耗特性門檻值時，變化偵測、搜尋模塊與電器特徵資料庫220便依據此電耗特性的變化來搜尋電器特徵資料庫，以取得近似此變化的電器以及其狀態。其中，電器特徵資料庫可藉由廣大使用者協助建立，存放在功率監控裝置10中的數據可為部分或完整電器特徵資料庫，同時可經由手動或自動通過網路、外部記憶體裝置進行更新與數據交換。在此詳細說明圖2的功率監控裝置10的詳細電路架構，如圖3所示，圖3是圖2的辨識電器狀態的功率監控裝置10的詳細方框圖。請參照圖3，測量模塊210包括濾波單元310及電耗特性測量單元340。濾波單元210用以測量電源的電耗特性，並可濾除電耗特性上的噪聲。於本實施例中，濾波單元210中包括反混疊濾波器(anti-alias filter) 320及低通濾波器(low-pass filter)330，其中反混疊濾波器320用以測量總電源TP的電流 Itp,低通濾波器330則用以測量總電源TP中的電壓VTP，並且將電流Itp與電壓Vtp傳送至電耗特性測量單元340。此外，反混疊濾波器320及低通濾波器330於本實施例中可利用電阻-電容(RC)濾波電路來實現之，但不限制本實施例。請繼續參照圖3，電耗特性測量單元340耦接至濾波單元310，並且電耗特性測量單元340對電流Itp與電壓Vtp進行取樣，藉以求得總電源TP的特徵參數列。於本實施例中，總電源TP為交流電源，因此電流Itp與電壓Vtp可藉由方程式⑴與⑵來表示
A^WmaxCOSC^ + / )...........(I)
Vrp (O = Vmax COS(艏 + S)...........(2)其中，Imax與Vmax分別為電流Itp與電壓VTP的最大電流值/最大電壓值，ω為總電源TP的頻率，δ與β則分別為電流Itp與電壓Vtp的相位角。藉此，電耗特性測量單元340可利用方程式(I)與方程式(2)來計算總電源TP的特徵參數列，特徵參數列由總電源TP的多種特徵參數(如電壓均方根值VX、電流均方根值IX、有效電功率(Active Power)PAX、無效電功率(Reactive Power) PRX、電流波形的諧波信息(Harmonics) HX、電器狀態切換造成的瞬態電流波形(Transient current wave)TCWX等)所組成,藉以表示每次對總電源TP進行取樣的功率信息。方程式(3) (7)為本實施例中特徵參數列所包含的特徵參數及其計算方式，其中諧波信息HX為電流波形經傅立葉變換(fourier transform)後所產生的特徵參數。VX =....................................(3)IX =....................................(4)PAX = VXX IXXcos ( δ - β )............(5)PRX = VXXIXXsin( δ - β ).............(6)
權利要求
1.一種基於使用者參與及回饋數據以進行辨識電器狀態的功率監控裝置，包括 一測量模塊，用以測量一電源的一電耗特性，其中該電源供應功率給予多個電器；以及 一變化偵測、搜尋模塊與電器特徵資料庫，耦接至該測量模塊，用以偵測並計算該電耗特性的一變化，其中當偵測到該變化時，該變化偵測與搜尋模塊依據該變化搜尋一電器特徵資料庫，以取得近似該變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。
2.根據權利要求I所述的辨識電器狀態的功率監控裝置，其中該測量模塊包括 一濾波單元，用以測量該電源的該電耗特性並濾除該電耗特性的噪聲；以及 一電耗特性測量單元，耦接至該濾波單元，用以對該電耗特性進行取樣，以求得該電耗特性的一特徵參數列。
3.根據權利要求2所述的辨識電器狀態的功率監控裝置，其中該變化偵測與搜尋模塊包括 一記憶單元，用以儲存該電器特徵資料庫；以及 一搜尋單元，耦接至該記憶單元，用以依據該電耗特性的該特徵參數列與前次取樣的該電耗特性的該特徵參數列來偵測並計算該變化的一變化特徵參數列，當偵測到該變化大於一門檻值時，該搜尋單元依據該變化特徵參數列搜尋該電器特徵資料庫，以取得近似該變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。
4.根據權利要求3所述的辨識電器狀態的功率監控裝置，其中該變化偵測、搜尋模塊與電器特徵資料庫依據該變化搜尋該電器特徵資料庫的多個耗電特徵進行比對而產生一匹配結果及一電器搜尋結果，其中該電器搜尋結果包括至少一可能電器信息，當該使用者主動提供一正確電器信息的時候，該變化偵測、搜尋模塊取得該至少一正確電器信息，藉以依據該變化及所述至少一正確電器信息來更新該電器特徵資料庫；當該使用者不主動提供且該匹配結果相異在一匹配門檻值內的時候，該變化偵測、搜尋模塊取得該與該變化最為近似的至少一對應電器及其狀態；當該使用者不主動提供且該匹配結果未達該匹配門檻值的時候，該變化偵測、搜尋模塊將該變化設定為一未知電器的一未知狀態，並儲存至該電器特徵資料庫。
5.根據權利要求2所述的辨識電器狀態的功率監控裝置，其中該變化偵測、搜尋模塊與電器特徵資料庫包括 一變化偵測單元，用以依據該電耗特性的該特徵參數列與前次取樣的該電耗特性的該特徵參數列來偵測並計算該變化的一變化特徵參數列，當偵測到該變化大於一門檻值時，該變化偵測單元產生一變化特徵封包，其中該變化特徵封包包括該變化特徵參數列； 一傳輸界面單元，耦接至該變化偵測單元，用以經由一網路傳輸路徑傳送該變化特徵封包；以及 一搜尋模塊，用以經由一網路傳輸路徑接收該變化特徵封包，並依據該變化特徵參數列搜尋該電器特徵資料庫以取得近似該變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。
6.根據權利要求5所述的辨識電器狀態的功率監控裝置，其中該變化特徵參數列包括一變化穩態電流波形、一瞬間暫態電流波形、一電壓均方根值、一電流均方根值、一有效電功率及一無效電功率。
7.根據權利要求2所述的辨識電器狀態的功率監控裝置，還包括 多個負載感測單元，裝設於每一電器所連接的插座中，辨識電器狀態的功率監控裝置藉由所述負載感測單元以判斷每一電器及其狀態與插頭位置的關係。
8.一種基於使用者參與及回饋數據以進行辨識電器狀態的功率監控方法，包括 測量且取樣一電源的一電耗特性，其中該電源供應功率給予多個電器； 偵測並計算該電耗特性的一變化；以及 當偵測到該變化時，依據該變化搜尋一電器特徵資料庫，以取得近似該變化的一個或多個可能的電器及其狀態，或是多個可能電器狀態的組合。
9.根據權利要求8所述的辨識電器狀態的功率監控方法，其中測量該電源的該電耗特性的步驟包括 偵測該電源的該電耗特性並濾除噪聲；以及 對該電耗特性進行取樣，以求得該電耗特性的一特徵參數列。
10.根據權利要求9所述的辨識電器狀態的功率監控方法，偵測並計算該電耗特性的該變化的步驟包括 依據該電耗特性的該特徵參數列與前次取樣的該電耗特性的該特徵參數列來計算該變化的一變化特徵參數列。
11.根據權利要求10所述的辨識電器狀態的功率監控方法，其中該變化特徵參數列包括一變化穩態電流波形、一瞬間暫態電流波形、一電壓均方根值、一電流均方根值、一有效電功率及一無效電功率。
12.根據權利要求11所述的辨識電器狀態的功率監控方法，依據該變化搜尋該電器特徵資料庫的步驟包括 將該變化特徵參數列的該變化電流波形進行傅立葉變換，以求得一比對諧波信息； 依據該電流變化值、該有效電功率、該無效電功率、諧波信息、瞬態電流波形等搜尋該電器特徵資料庫，以取得近似的一個或多個電器辨識值與所述電器辨識值的狀態，或多個電器辨識值與所述電器辨識值的狀態的組合。
13.—種辨識電器狀態的功率監控系統，包括 一第一功率監測裝置，用以測量一第一電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第一電源的電耗特性的一第一變化，其中該第一電源供應功率給予一第一電器群組及一第二電器群組；以及 至少一第二功率監測裝置，用以測量對應的一第二電源的電耗特性，藉以偵測及計算對應的該第二電源的電耗特性的一第二變化，其中該第二電源為該第一電源的分支且供應功率給予該第二電器群組， 其中，該第一功率監測裝置及該第二功率監測裝置進行一層次建構步驟以得知其相對位置，同步校準該第一變化及該第二變化以計算一第一電器變化，當偵測到該第一電器變化時，該第一功率監測裝置依據該第一電器變化搜尋一電器特徵資料庫來取得並監控對應該第一電器變化的至少一第一電器的狀態，或所述第一電器的狀態的組合，其中該第一電器群組包含所述第一電器。
14.根據權利要求13所述的辨識電器狀態的功率監控系統，其中該第一功率監測裝置及每一第二功率監測裝置利用一功率線網路進行該層次建構步驟而得知其相對位置，藉以取得一電錶拓撲網路。
15.根據權利要求13所述的辨識電器狀態的功率監控系統，該第二功率監測裝置在該第二電源產生一電錶電耗負載，且該第一功率監測裝置在第一電源上接收該電錶電耗負載而得知該第二功率監測裝置的位置，以進行該層次建構步驟並產生一電錶拓撲網路。
16.根據權利要求13所述的辨識電器狀態的功率監控系統，其中該第一功率監測裝置與該第二功率監測裝置比對該第一電源及該第二電源中的一同步測試信號以產生一時間間隔，藉以將該第一功率監控裝置及該第二功率監控裝置進行時間同步，或同步校準該第一變化及該第二變化。
17.根據權利要求16所述的辨識電器狀態的功率監控系統，其中該同步測試信號為一電壓弦波。
18.根據權利要求13所述的辨識電器狀態的功率監控系統，其中該第一變化為該第一電源的一第一電流波形，該第二變化為該第二電源的一第二電流波形，且該第一電器變化 是該第一電流波形經平移後，再減去該第二電流波形以產生一淨電流波形。
19.根據權利要求13所述的辨識電器狀態的功率監控系統，還包括 至少一第三功率監測裝置，用以測量對應的一第三電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第三電源的電耗特性的一第三變化，其中該第三電源為該第二電源的分支且供應功率給予該第三電器群組， 其中，該第二功率監測裝置接收該第三變化，並同步校準該第二變化及該第三變化以計算一第二電器變化，當偵測到該第二電器變化時，依據該第二電器變化搜尋該電器特徵資料庫來取得並監控對應該第二電器變化的至少一第二電器的狀態，或所述第二電器的狀態的組合，其中該第二電器群組包含所述第二電器。
20.一種辨識電器狀態的功率監控方法，包括 設置一第一功率監測裝置，用以測量一第一電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第一電源的電耗特性的一第一變化，其中該第一電源供應功率給予一第一電器群組及一第二電器群組； 設置至少一第二功率監測裝置，用以測量對應的一第二電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第二電源的電耗特性的一第二變化，其中該第二電源為該第一電源的分支且供應功率給予該第二電器群組； 該第一功率監測裝置及該第二功率監測裝置進行一層次建構步驟以得知其相對位置； 同步校準該第一變化及該第二變化以計算一第一電器變化； 當偵測到該第一電器變化時，依據該第一電器變化搜尋一電器特徵資料庫來取得並監控對應該第一電器變化的至少一第一電器的狀態，或所述第一電器的狀態的組合，其中該第一電器群組包含所述第一電器。
21.根據權利要求20所述的辨識電器狀態的功率監控方法，該層次建構步驟包括下列步驟 利用一有線網路、一無線網路或一功率線網路等相互進行通訊而得知相鄰的多個功率監測裝置的位置，藉以取得一電錶拓撲網路。
22.根據權利要求20所述的辨識電器狀態的功率監控方法，該層次建構步驟包括下列步驟 該第二功率監測裝置在該第二電源產生一電錶電耗負載，且該第一功率監測裝置在第一電源上接收該電錶電耗負載而得知該第二功率監測裝置的位置，藉以產生一電錶拓撲網路。
23.根據權利要求20所述的辨識電器狀態的功率監控方法，同步校準該第一變化及該第二變化以計算該第一電器變化包括下列步驟 該第一功率監控裝置及該第二監控裝置比 對該第一電源及該第二電源中的一同步測試信號而產生一時間間隔，以進行時間同步； 平移該第一變化或該第二變化的電流波形以校準該第一變化及該第二變化的時間；以及 計算已平移的該第一變化及該第二變化的差異，以產生該第一電器變化。
24.根據權利要求23所述的辨識電器狀態的功率監控方法，其中該第一變化為該第一電源的一第一電流波形，該第二變化為該第二電源的一第二電流波形，且該第一電器變化是該第一電流波形經平移後減去該第二電流波形所產生的一淨電流波形。
25.根據權利要求20所述的辨識電器狀態的功率監控方法，其中偵測到該第一電器變化包括下列步驟 當該第一電器變化大於一門檻值時，依據該第一電器變化搜尋一電器特徵資料庫來取得並監控對應該第一電器變化的該第一電器的狀態。
26.根據權利要求20所述的辨識電器狀態的功率監控方法，其中該第一電源及該第二電源更供應功率給予一第三電器群組，且該辨識電器狀態的功率監控方法還包括 設置一第三功率監測裝置，用以測量對應的一第三電源的電耗特性，藉以偵測及計算該第三電源的電耗特性的一第三變化，其中該第三電源為該第二電源的分支且供應功率給予該第三電器群組； 在該第二功率監測裝置及該第三功率監測裝置得知其相對位置後，同步校準該第二變化及該第三變化以計算一第二電器變化；以及 當偵測到該第二電器變化時，依據該第二電器變化搜尋該電器特徵資料庫來取得並監控對應該第二電器變化的至少一第二電器的狀態，或所述第二電器的狀態的組合，其中該第二電器群組包含所述第二電器。
全文摘要
一種基於使用者參與及回饋的辨識電器狀態的功率監控裝置及其功率監控方法，功率監控裝置包括測量模塊以及變化偵測、搜尋模塊與基於使用者參與及回饋所建立的電器特徵資料庫。當測量模塊偵測到電耗特性的變化時，變化偵測與搜尋模塊依據此變化來搜尋電器特徵資料庫，以取得近似此變化的電器及其電器狀態。使用者可通過確認搜尋結果或選取正確的電器及其電器狀態，參與電器特徵資料庫的建立。當使用者確認搜尋結果時，功率監控裝置依據變化偵測、搜尋模塊以及使用者確認信息，產生電器與電器特徵數據的對應關係，並更新電器特徵資料庫。
文檔編號G01R21/00GK102735955SQ20111009728
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者曹孝櫟, 林明駿, 賴易聖, 陳勇旗 申請人:財團法人交大思源基金會