TW201203770A - Power monitoring device for identifying state of electric equipment and power monitoring method thereof - Google Patents
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Description
201203770 34626twf.doc/n 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種電力量測與監控技術,且特別是 有關於一種可辨別電器狀態的電力監控技術,讓使用者易 於判讀耗電原因。 【先前技術】 電力監控裝置(俗稱電表)是用來量度與監測耗電狀況 的儀器,其可用來量測住宅、工商業等地區或者電器的電 力消耗狀況。電力公司可依據電表上顯示的耗電資訊作為 銷售電力的依據’錢者亦可在家庭或企業中裝設電表於 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碳等環保議題逐漸受到重視, =電力公司目前所用的電表大部分為機械式電表,盆僅 :二不待:電源的耗電資訊,難以自動記錄不同時段2 讓使用者了解㈣透過科技的幫助, 25%〜觸魏H H^電11 _ f _ ’應可節省 f: ^ ^ ^ ^ t ^(4^^" z lit :==,=對於電力二== 庭及工廢的用電狀況,藉以調整家 力需求較少時,電力公=而在電 以高效率方式供給及管理f _^備過_情形’並 及目理電力。對消費者而言,智慧 201203770 川、寻ja044 34626twf.doc/n ΐ可告知❹者不㈣段祕電情況,隨時了解家庭或企 業的耗電情況,並_多餘未用的電器以減少電費的支出。 ^以家庭用電作為舉例,以往的智慧型電表通常加 中的總電源處,因此使財僅能監麵電源以取得 的耗電情況,而無法判讀家中每個電器詳細的 耗電狀沉,使得智慧型電表難以協助使用者了解家中各電 ^電力使用與分布情形,無法管理家中的耗電電器、判讀 耗電^因,進而在進行節電規料皆十分困難。 若使用者想要監測家中每個電器的耗電與使用情況, ,而易於耗·因時’雜㈣力監控技術便在家中 =供電插座上加裝類似智慧型電表的耗電監測裝置或感 =無法翻科—個智慧型電表即可監測家中總電源 個電器i耗電狀況。藉此’由於上述電力監控技術 駐…又成本過1^ ’消費者會因而降低更換智慧型電表的意 願。 【發明内容】 ,發明提供—種辨識電器狀態的電力監控裝置,其依 特性的變化來搜尋電器特徵㈣相辨別電器的狀 3記錄其耗電情形,讓制者易於觸耗電,以達 到郎旎減碳的效果。 六=另—觀點而言’本發明提供—種觸電11狀態的電 控方法,此方法可制Μ的狀態及_其耗電情 201203770 ιυ^νΛν,ΗΗ 34626twf.doc/n 錢用者祕觸耗電制,轉私 進而達到節能減碳的效b 了即電規劃, 本發明提出一種辨識電器狀態的電力監控裝 裝置包括量測模組以及變化偵測與搜尋模组 =用以測量電源的電耗特性,此電源可供應電力^ 至量測模組,用二 t鼻電耗特hi的變化。當制到變化時,變化 依?此變化來搜尋電器特徵資料庫,以取得對Ξ in:預定電器及其狀態,其中預定電器及其狀綠為: 述多個電器的其中之-,或是多個電器狀態的組合:為上 ^本發明之—實施例中,上述之量測模組包 :及:耗,〗單元。渡波單元用以測量電源之電 謂t電轉性的雜訊。電歸性量測單元 數^對電耗特性進行取樣,藉以求得電耗特性 包括月^ 例中’上述之變化偵測與搜尋模組 庫。搜号早元。記憶單元儲存有電器特徵資料 參數列與前:取樣3=其可依據電耗特性之特徵 時列°當侦測到此變化大於門檻值 70 ^此變化特徵參數列來搜尋電器特徵資 枓庫,猎以取得對應此變化之預定電器的狀態。 包括一實施例中’上述之變化偵測與搜尋模組 匕括變化谓測早元、傳輪介面單元及搜尋模組。變化制 201203770 ιν^;Λ〇44 34626twf.doc/n
性之特徵參數列與前次取樣之電耗特性 之特徵參數贿制並計算此變化的變化赌參數列。I =到此變化大於值時,變化_單元產生變化特ς =二並=變化特徵封包中具有變化特徵參數列 =特徵封包。搜尋模組可經由網路傳輸路徑來 2化特徵封包,並依據變化特徵封包中的變化特徵來數 器電器特徵資料庫,藉以取得對應此變化之預定電 監控一!言’在此提出一種辨識電器狀態的電力 ==法’此電力監控方法包括下列步驟。測量並且取樣 電之電耗特性,其中上述之電源供應電力給予多個電 。:且’偵測並計算電耗特性的變化,當偵測到此變化 變’此變化來搜尋電輯师料庫,妹得對應此 電器電器的狀態’其中預定電器的狀態為上述多個 電盗的其中之―,或是數個電器狀態的組合。 資粗iif明之—實軸中’依據此變絲搜尋電器特徵 包括下列步驟1變化特徵參數列賴化電流波形 旬了 U·立業轉換(f〇Uner tranSf〇rm),以求得比對諧波資 二外,依據電流變化值、有效電功率及無效電功率來 特徵資料庫,取得近似之電器辨識值與這些電 盘h:的狀態。接著,將電器辨識值所對應的諧波資訊 比賴波資訊進行_,⑽配出符合此比對譜波 貝§ '預&電②賴值作為預定電^,並將此電器辨識值 201203770 叫寻jAvm 34626twfd〇c/n 的狀態作為預定電器的狀態,其中預定電器辨識值為上述 多個電器辨冑值的其中之一或數個電器辨冑值的組合。 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,藉以建構電器特徵資料 庫。接著,本發明實施例依據待測電源之電壓、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,電力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,使 其可更進一步地詳細分析電器狀態(如判別出電器的品牌 变號、耗電原因等)’藉以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。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特 舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 現將詳細參考本發明之示範性實施例,在附圖中說明 所述示範性實施例之實例。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1所示,圖1是依照本發明第一實施例說明一種 辨識電器狀態的電力監控裝置10之示意圖。本實施例以監 201203770 ^ ιυ^;Λ〇44 34626twf.doc/n 測家庭用電中交流總電源Tp作 =電力監控裝置10應用於企業用電或者= » ? 亦可用以監測任—處電源,應用本實施例者 請參照圖1,建築物100中具有多個電器 ⑽-1〜110-Ν,Ν為大於1之正整數,為簡化說明,2 施例以Ν I 5轉例制,❿本f
。至50個電器,但並=裝置 電器110-1〜110-5的電力皆由總電源TP供庫 I 電力監控裝置10於本實施例中;利用 110 1〜11G_5切換模式時所產生之耗電情況(如:電流 取得電器的模式資訊,藉以監控 =二二ί電情況。換言之,當其中-個電器 的變化可依據總電源叮耗電特性 的變化來辨識此電g的狀態。此外.,電器可能具備 =式稱電器的狀態),如:風扇具有不_風速狀態、 二乳調料制除濕、送風、_等模式,並且 型號的電⑽具備_電情科具有錄差異,因此= 施例亦可藉⑽電源TP耗電躲賴化來詳簡 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㈣啟/關閉而已。電力監控裝置1()的裝 Ϊ致請參照圖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電力監控裝置1〇之方塊圖。 請參照圖2,韻電器狀態的電力監控褒置10包括量 測模組210及變化偵測與搜尋模組22〇。量測模组21〇 9 201203770 ιυ(寻)34626twf. doc/n 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供應電力給予建築物1〇〇内之電器 110一 1〜110一5(繪示於圖1中)。變化偵測與搜尋模組22〇轉 接至量測模組210’用以偵測並計算上述電耗特性的變 化。於本實施例中,變化偵測與搜尋模組220摘測總電源 TP的電耗特性(諸如:電流變化值、有效電功率、^效電' 功率及諧波資訊…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’變化偵測與搜尋模組220便 依據此電耗特性的變化來搜尋電器特徵資料庫,以取得對 應此變化之電器以及其狀態。 在此詳細說明圖2之電力監控裝置10的詳細電路架 構,如圖3所示,圖3是圖2之辨識電器狀態的電力監控 裝置10的詳細方塊圖。請參照圖3,量測模組210包括濾 波單元310及電耗特性量測單元34(^濾波單元21〇用以 測量電源之電耗特性,並可濾除電耗特性上的雜訊。於本 實施例中,濾波單元210中包括反鋸齒濾波器(anti_alias filter)320及低通濾波器(i〇w_pass ;^iter)33〇,其中反鋸齒濾 波器320用以量測總電源τρ的電流&,低通濾波器33〇 則用以量測總電源ΤΡ中的電壓ντρ,並且將電流Ιτρ與電 f Vtp傳送至電耗特性量測單元340。此外,反鋸齒濾波 器320及低通濾波器33〇於本實施例中可利用電阻-電容 (RC)遽波電路來實現之,但稀制本實施例。 _請繼續參照_ 3 ’ t耗特性量測單it 340減至渡波 單兀310 ’並且電耗特性量測單元340對電流ITP與電壓 201203770 iu^;a044 34626twf.doc/n 可藉由方程式(1)與(2)來表示 ΙΤΡ (ή = /max cos(cj/ + β)...........⑴ vrp(0 = ymax cos(cT/ + (5).....·····.(2)
其中’ Imax與Vmax分別為電流ITp與電壓γη的最大電 流值/最大電壓值,0為總電源TP的頻率,占與石則分別 為電流ITP與電壓VTP的相位角。藉此,電耗特性量測單元 340可利用方程式(1)與方程式(2)來計算總電源之特徵 參數列,特徵參數列由總電源TP的多種特徵參數(如:電 壓方均根值vx、電流方均根值IX、有效電功率(Active Power)pAX、無效電功率(Reactive Power)PRX、電流波形 的諧波資訊(Harmonics) HX等)所組成,藉以表示每次對總 電源TP進行取樣的電力資訊。方程(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,其中諧波資 訊HX為電流波形經傅立業轉換transf〇rm)後所產 生的特徵參數。 …(3) 201203770 ιυ^;/\ν;ΗΗ 34626twf.doc/n
-.(4) ..(5) -(6) …⑺ PAX = VXxIXx cos(5 - β) PRX = VXxIXxsm(S-py 00 fflr = Z/max C0S(to+ ^8).,. ^=1 上述這些特徵參數皆為本實施例之舉例,設計者 其需求來增加或減少特徵參數的麵,藉以作為監測總 源TP及電器特徵資料庫搜尋時的依據,本發明不廣以此 為限。此外,本實施_電耗特性量測單元34G以美國類 比器件公司(Analog Devices,Inc.,簡稱ADI)的電源量測晶 片ADE7756作為實現方式,其可以7 6k :欠/每秒的速度進 行取樣,並且透過序列周邊介面
Bus’簡稱SPI)將上述之特徵參數列傳送至變化侧與搜 ,模組22。’在此科贅述,但本實施狀電耗特性量測 單元340的實現方式不應以此為限。 。請繼續參照圖3,變化偵測與搜尋模組22〇可包括記 憶單元360及搜尋單元350。記憶單元36〇儲存有電器特 徵,料庫。此外,搜尋單元350耦接至記憶單元36〇。搜 尋單元350可域本此取樣的舰參數顺前次取樣的特 徵參數列來偵測並計算此變化的變化特徵參數列,且變化 201203770 1υΙ^·;Λ〇44 34626twf.doc/n 特徵參數列中的特徵參數包括有:變化電流波形之諧波資 訊(為本此取樣之電流波形與前次取樣之電流波形的之諧 波f異)、電流方均根變化值(為本此取樣之電流方均根值 與刖次取樣之電流方均根值的差值)、有效電功率及無效電 功率。而於其他實施例中,變化特徵參數列中的特徵參數 亦可包括總電源TP的電流與電壓之相位角差異等其他電 力參數,本發明不應以此為限。接著,當搜尋單元350偵 • 測到電耗特性大於門檻值時,搜尋單元350便依據此變化 特徵參數列來搜尋記憶單元中36〇之電器特徵資料庫,藉 以取得對應此變化之預定電器的狀態。此外,於本實施例 中’搜哥早元350採用微芯(Microchip)公司的PIC18F26J11 單晶片作為實現方式,但亦可以利用以場可編程閘陣列 (field-programmable gate array,FPGA)、複雜可編程邏輯裝 置(complex programmable logic device,CPLD)、特殊應用積 體電路(application specific integrated circuit, ASIC)作為其 實現方式,本發明不應以此為限。 ⑩ 在此詳細說明電器特徵資料庫之内容與用途,本實施 例可先行s己錄許多的電器11〇一1〜11〇一5於狀態變化時所產 生的電耗特性變化,藉以建構電器特徵資料庫。詳言之, 每個電器於狀態變更時,其對應的電耗特性變化皆不相 同,例如電扇與空氣調節系統於關閉狀態至開啟狀態的電 流變化量、電功率、甚至是將變化電流波形經傅立業轉換 (fourier transform)後產生之諧波資訊皆不相同。因此,本 發明實施例便可將總電源TP的電耗特性變化以及其對應 13 ^4626twf.doc/n 201203770 的電器名稱、電器特徵值與電器狀態等資訊來建構電器特 徵資料庫。為了簡化說明,在此提出部分簡化之電器特徵 資料庫(如表(1)所示)藉以說明本發明實施例的精神。 表⑴
電器狀-電器特徵資料庫的攔位包括電 所列之,表⑴ 波資訊(為變化電〜變化值、有效電功率以及諧 據與搜尋參考,二,傅立業轉換產生之結果)作為依 之,假設電器心本發明。在此以表⑴舉例說明 有三種狀態,分別為,H扇、UGJ, ’並且此電扇110—1具 此表⑴的第一列資% :速”第二風速”關閉”,因 uo_i)並且當雷H表不當電器為電扇(其電器辨識值為 "-1由關閉狀態變更為第一風速狀態 201203770 1 叭寻)a044 34626twf.doc/n 時’其變化特徵參數列可以表示為(m,pA11,pRU, Hn),並依此類推,當電扇110J由第二風速狀態變更為 關狀態時’由表⑴可知,λ變化特徵參數列可表示為 (114 ’ ΡΑ ⑷,PR14,Η14)。 ’一 在此以圖3之架構以及電扇11(U來舉例,藉以說明 辨識電器狀態的電力監控方法,如圖4所示,圖4是依照 本發明第一實施例說明一種辨識電器狀態的電力監控方法 φ 之流程圖。請參照圖4,於步驟S410時,濾波單元=1〇中 的反鋸齒濾波器320及低通濾波器330偵測總電源τρ的 電耗特性(如電流與電壓),並且濾除這些電耗特性的雜 訊,藉以產生總電源ΤΡ之電流Ιτρ與電壓。接著,於 步驟S42G中,電耗特性量測單元34G對電流Ιτρ與電壓 VTP進行取樣,以求得總電源ΤΡ的特徵參數列。 請繼續參照圖4 ’於步驟S43〇中,搜尋單元35〇依據 本次取樣與前此取樣的特徵參數列以求得電耗特性變化的 變化特徵參數列,並於步驟S440時搜尋單元35〇偵測到 • 電耗特性變化大於門檻值時(例如電流變化值大於電流門 檻值),便進入步驟S450中,否則便回到步驟S42〇以持續 對總電源TP持續進行取樣來取得變化特徵參數列。 在此以風扇110_1作為舉例說明步驟S430〜S440,並 假設其他的電器11〇_2〜11〇_5皆無改變狀態’如圖5八與 圖5B所示,圖5A是前次取樣之總電源TP的電流波形圖, 此時風扇100_1位於關閉模式。圖5Β則是本次取樣之總 電源ΤΡ的電流波形圖’此時風扇.1〇〇 j位於第一風速模 15 201203770 1U^JAU44 34626twf.doc/n 式。藉此,於步驟S440中,若前次取樣的電流波形(圖5a) 與本次取樣的電流波形(圖5B),以及其造成的電耗特性參 數如電流變化值、有效電功率、無效電功率相減所取得的 變化大於門檻值時,便可表示風扇11〇j的狀態由"關閉,, 切換至第一風速〇如遇兩個或兩個以上電器同時開啟、 同時關閉、或同時進行運作狀態的切換,產生之電耗特性 將可是作如表(1)數個電器變化特徵參數列的組合,因此對 於兩個或兩個以上電器同時切換狀態,本發明之電力監控 方法亦可辨識。 二 相對地,若總電源TP的電耗特性未㈣動或過小, 則表示總電源TP所供應電力之電器UO-SUO一5的狀熊 皆無變動。 一 w 接著,於圖4之步驟S450中,搜尋單元35〇可依據 電耗特性與變化特徵參數列來搜尋電^舰¥料庫,藉以 ,得對應上述變化魏參數_—個電器舰值與其狀離 或多個電器特徵值與其狀態之組合。詳言之,步驟s4f〇 ^田節步驟如圖6所示,圖6是圖4之步驟⑽的方法 j圖。請參照圖6,於步驟S61G中,搜尋單元35〇將變 2徵參數_變化電流波形進行傅立#轉換,以求得待 比對之諧波資訊HX。 此外,於步驟S620中,搜尋單元35〇依據變化 參數列的電流變化值Ix、有效電功率p 士 =搜尋電器舰資料庫(例如表⑴),以^ 益識值與電器狀態。本實施例利用最鄰近搜索法 201203770 w{^)A〇44 34626twf.doc/n (K-nearest neighbor algorithm,簡稱 KNN)作為搜尋電器特 徵資料庫的演算法(但不依此為限”並依據電流變化值 IX、有效電功率PAX及無效電功率pRX對電器特徵資料 庫進行搜尋時,由於最鄰近搜索法在比對特徵參數時會具 有誤差範圍,有可能會取得多個電器辨識值以及其電器狀 態,因此便經由步驟S630而進入步驟564〇後,若搜尋單 7C 350計算求得的變化特徵參數列(Ιχ,ρΑχ,pRx,取) 最接近表(1)的第一列資訊的變化特徵參數列(I11,ΡΑιι, PRU ’H11)時’表示電扇11(u於此時從關閉狀態轉換至 第一風速狀態。 、 此外’若變更狀態之電器既1〜110 5為新型的電 器,或者_電㈣變化舰參數顺未 資料庫中,於步驟删中便無法藉由搜二 列儲存至電器特徵資料庫中,並且設 =特徵參數 狀態’以便於使用者在自行更新電器特徵知 此種新型電器的電器辨識值與其電器狀態貢供 知電器的變化特徵參數列提供給薇商n &些未 徵資料庫財考。 叫更新電器特 藉此,電力監測裝置10可依據總電 變化來辨識每個電器的狀態轉換時刻, ' 、耗特性 的耗電情況。舉例而言,電力監職置t Q ^錄每個電器 以及其議丨吵心之轉換狀鉍,^^ 17 201203770 ly^;AWf34626twf.d〇c/n 1的1〇耗1電;^?,藉以詳細取得建築物100中每個電器 - ~5的耗電狀況,並可利用電腦、智巷 =:)=置等經由網路傳輸路徑(例 …:綠稱)來顯不智慧型電表1G所記錄的每個 ,況、耗電效率檢測、節電建議、進行4電管理等用途, 此不多加贅述^這些¥訊顯示裝置亦可對於 電 特徵㈣庫與自動提醒使用者 進订卽電計晝等功用。 冷 ,此說明符合本發明之第二實施例,如圖7所示,圖 發明第二實施例說明—種辨識電器狀態的電力 之示意圖。本實施例與第一實施例相似,因此 朗不再贅述,其不同之處在於圖3電力 j裝置Η)中之記憶單元僅具備有限的記憶容量,並 且…、法隨時更新其内含的電器特徵資料庫資訊,因此本 施例的電力監控裝置7〇可藉由網際網路72〇 ,提絲大之電器特徵㈣庫以及迅速準=== 力:廠商與使用者亦可隨時擴充與更新電器特徵資料庫, 或是利用雲職存技術將耗電記錄備份於網際網路—之 搜尋模組73G t。於其他實施例中,亦可在電力監控裝置 10無法在其_的電器雜資料庫搜尋職驗態^可 利用網際網路720與搜尋模,组730再次進行搜尋,加 電器狀態辨識成功的機率。 請參考圖7,辨識電器狀態的電力監控裝置7〇亦與網 際網路720相連,藉以相連至搜尋模組73〇。於本實施例 201203770 ιυ(専)A044 34626twf.doc/n 中,在此假設電器110一4為資訊顯示裝置110—4(例如筆記 型電腦),其可經由網際網路720作為資訊傳輸路徑,以藉 此存取智慧型電表70中記錄的電器110一1〜11〇〜5之耗電 形況,並將這些資訊提供給使用者知曉,並利用網際網路 720上的相關資訊來進行耗電效率檢測、節電建議(如電器 需要清洗以降低耗電、電器是否老舊或損壞等)、省電管理 等功能’使用者亦可藉由資訊顯示裝置11〇_4對智慧型電 表70進行系統控制、完善電器特徵資料庫及自動提醒節電 計畫等功用’在此不多加贅述。 如圖8所示,圖8是依照本發明第二實施例說明一種 辨識電器狀態的電力監控裝置70之方塊圖《>辨識電器狀態 的電力監控裝置70包括量測模組21〇、變化偵測單元81〇、 傳輸單元820以及利用網際網路72〇相連之搜尋模組 730’於本實施例中,變化偵測單元81〇、傳輸單元及 搜尋模組730可合稱為變化_與搜尋模組22〇。變化镇 ⑽可依據本讀前次取樣㈣徵參㈣來制並 计异母次取樣隨化的變化雜參㈣。本實 管為了!搜尋電器特徵資料庫的動作藉由雲端 傳織倾徵執㈣嶋網請 201203770 W{^)AU44 34626twf.d〇c/n 請繼續參照圖8,本實施例之搜尋模組7 服器組成,藉以加強其搜尋運算能力,並:藉: 列(簡稱咖)的方式來增加電器特C TO)也^ 不以此為限。搜尋模組730經由網際網路 變化特徵徵封包,並絲魏特徵封包令的 搜尋電器特徵資料庫,藉以取得對應此 j特徵參數列的電器及其狀態,其搜尋方式已描述於第 一^施例中,在此不再贅述,本實施例中,搜尋模組730 所產生的搜尋結果(如電器及其狀態)將會經由傳輸.路徑 72〇傳送回傳輸單元82〇,以使變化偵測單元⑽可藉此來 辨識與監測電^ 11G_J〜;Π0-5的狀態及耗電狀況。 於本發明之其他實施例中,建築物1〇〇亦可以具有多 個負載感測單元710。負載感測單元71〇可裝設於電器 110一 1〜110一5所連接的插座中,主要功能在於辨識插座上 的電器是否有負載,並回報是否有負載的資訊給電力監控 裝置70,並且藉由電力線網路(如X1〇、p〇wer iine commmiication,簡稱PLC)或無線網路(如石的饮、無線射 頻通訊(Radio frequency,簡稱Μ))等網路介面來與電力監 控,置7 0相連,因此結合上述電器偵測資訊,以及負載^ 測單元回報是否有負載的資訊,電力監控裝置7〇即可將電 器與插座作一連結,若提供插座與負载感測單元之位置資 訊,電力監控裝置70即可判斷每一個電器5 的位置與其耗電狀態(例如位在一樓的電器U〇卜丨⑺3、 位在二樓的電器丨1〇一4與電器11〇一5),並可藉&計算^築 20 201203770 xu^;a044 34626twf.doc/n 物100中每個區域的耗電分布分析’幫助企業或家庭找出 耗電來源。再者,若電器110一 1〜110—5可利用電力線網路 或無線網路等通訊路徑來進行遠端控制(例如遠端開啟/關 閉電器等),使用者便可藉由預先制定的節電規劃來讓電力 監控裝置70對電器110一1〜110一5實行之,或者藉由電力 監控裝置70把未使用到的電器110_1〜11〇_5遠端關閉, 藉以節省電源。 此外,藉由網際網路720上的相關資訊,搜尋模組73〇 還可以進一步地從電器特徵資料庫中查詢出相同種類、規 格接近但較為省電的電器型號,得到節費程度的資訊,再 結合從網際網路720上查詢到的電器價錢,便可向使用者 提出合理的汰換電器建議,讓使用者了解其更換電器所 之成本。 综上所述,本發明的實施例利用每個電器於狀態變更 時會形成對應之電耗特性變化,藉以建構電器特徵資料 庫。接著,本發明實施例利用待測電源中電壓、電流及電 功率等電婦_變化來搜尋±述電祕徵資料庫,以辨 =藉由待測電源提供電力之電器的狀態,藉此便可依據每 ,電β的狀態變更來記錄每個電器的耗電情況,讓使用者 易於到讀耗電原因,以達到節能減碳的效果。 淋康外’本發明實施例亦可藉由網際網路及雲端運算技 二更大”徵資料庫以及迅速的搜尋能力,藉 -步地分析電H狀態(如判別出電器的品牌型號卜 34626twf.doc/n 201203770 提供省電規劃與管理、自動判讀與檢測電器的耗 各地區的耗電分布分析及自動化電器省電控制等^ 因、 雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用p ^ 本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,以限定 本發明之精神和範圍内,當可作些許之更動與潤不脫離 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為=本 【圖式簡單說明】 圖1是依照本發明第-實施例說明 的電力監控裝置之示意圖。 ㈣電錢態 圖2是依照本發明第—實施例朗— 的電力監絲置之方塊圖。 Μ器狀態 塊圖圖3是圖2之辨識電器狀態的電力監控裝置的詳細方 的電===:實施例說明一種辨物狀態 圖5Α疋前次取樣·之總電源的電流波形圖。 圖5^是本次取樣之總電源的電流波形圖。 圖圖4之步驟S450的方法流程圖。 的電實施例說明-種辨識電器狀態 的電實施例說明-種辨識電器狀態 22 201203770 χυ^^^/ν044 34626twf.doc/n 【主要元件符號說明】 10、70 :辨識電器狀態的電力監控裝置 100 :建築物 110_1 〜110_5 :電器 210 :量測模組 220 :變化偵測與搜尋模組 310 :濾波單元 320 :反鋸齒濾波器 330 :低通滤波器 340 :電耗特性量測單元 350:搜尋單元 360 :記憶單元 710 :裝置在插座中的負載偵測單元 720 :網際網路 730:電力監控裝置的搜尋模組 810:變化偵測單元 820 :傳輸介面單元 S410〜S650 :步驟 TP :總電源
Itp .總電源的電流
Vtp ·總電源的電壓 23
Claims (1)
- 201203770 34626twf.d〇c/n 七、申諳專利範園: 1. 一種辨識電器狀態的電力監控裝置,包括. 一量測模組,用以測量-電源之一電耗^性,其中該 電源供應電力給予多個電器;以及 =化侧與搜尋模組,_至該相模組用則貞 ==該電耗特性的一變化’其中當偵測到該變化時, 庫’以取得對應該變化之一預定電器的狀態電器其=; 電器為該些電器其中之一。 、β 力上=請專利範圍第1項所述之辨識電器狀態的電 力·=£控裝置,其中該量測模組包括: 電耗量該電源之該電耗特性並渡除該 -電耗特性量測單元,祕至雜料元 電耗特性進行轉,以祕該·雜之—舰參數歹^ 力丄如:請專利範圍第2項所述之辨識電器狀態的電 力控裝置,其巾該變化侧與搜尋模組包括: 一記憶單元’用以儲存該電器特徵資料庫丨以及 一拽尋單元,耦接至該記憶單元,用 性之該特徵參數列與前次取樣之該電耗數 變化之一變化特徵參數列== 的料庫,以取得對應該變化之該預定電器 的狀態或夕個預定電器的狀態的組合。 24 201203770 ιυ^;Α〇44 34626twf.doc/n 4·如中請專利範圍第3項所述之辨識電器狀 ^裝置’其中當該變化_與搜尋模組無法依據該變 與==料庫而取得匹配結果時,該變化偵測 興獲哥模組將該變化特徵參數列設定為—未知電 知狀態,並儲存至該電器特徵資料庫。 力監m利範圍第2項所述之辨識電器狀態的電 二裝置’、中該變化偵測與搜尋模組包括: 列與;===用以依據纖特性之該特徵參數 電耗雜之該特徵參數列來侧並計算 該變化之-變化特徵參數列,#侧_變化大於 =封?=測單元產生一變化特徵封包,其中該變: 特徵封包包括該變化特徵參數列; 一傳輸介面單元’ _至該變化彳貞測單元,用以經由 路傳輸路徑傳送該變化特徵封包;以及 料搜哥模組’用以、經由—網路傳輸路徑接收該變化特 -、I ϋ依據該變化特徵參數列搜尋該 以取得對應該變化之該預定電器的狀態。将肓斗犀 明專利範圍第2項所述之辨識電器狀態的電 广其中該變化特徵參數列包括-變化電流波 $、一電壓方均根值、1流方均根值…有效電功率 Ct1Ve ?〇舊)及一無效電功率㈣比代贿)。 中請專利範圍第2項所述之辨識電器狀態的電 力監控裝置,更包括: 25 201203770 34626twf.doc/n 多個負載感測單元,裝設於每一電器所連接的插座 中’辨識電器狀態的電力監控裝置藉由該些負載感測單元 以判斷每一電器及其狀態與插頭位置的關係。 8· 一種辨識電器狀態的電力監控方法,包括: 測量且取樣一電源之一電耗特性,其中該電源供應電 力給予多個電器; 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,以取得對應該變化之一預定電器的狀態,其中該蕷定 電器為該些電器其中之一。 • 9·如申請專利範圍第8項所述之辨識電器狀態的電 力監控方法,其中測量該電源之該電耗特性的步驟包括: 侦測該電源之該電耗特性並濾除雜訊;以及 對該電耗特性進行取樣,以求得該電耗特性之一特徵 參數列。 龄10·如申請專利範圍第9項所述之辨識電器狀態的電 力監控方法,偵測並計算該電耗特性的該變化之步驟包括: 依據該電耗特性之該特徵參數列與前次取樣之該電耗 特性之該特徵參朗來計算該變狀—變化舰參數列。 11·如申請專利範圍第9_述之辨識電器狀態的電 ,里控方法,其中該變化特徵參數列包括一變化電流波 形、.一電壓方均根值、―電流方均根值一有效電功率 (Active P0Wer)及一無效電功率(ReactWe 26 201203770 iu^;a〇44 34626tw£doc/n L如甲請專利觀第U項所述之辨財器狀 電力監控方法’依據該變化搜尋該電糾徵資料庫的^驟 包括: 將該變化特徵參數列之該變化電流波形進行傅立 換(fourier transform),以求得一比對諧波資訊; ” *依據該電流變化值、該有效電功率及該無效電功率搜 器特徵資料庫,以取得近似之至少—電器辨識值與 =電器辨識值之狀態或多個電器辨識值與該些電識 值之狀態的組合;以及 將該些電||辨識朗應之魏資訊__諧波資訊 二3 配出符合該比對諧波資訊之一預定電器辨 “佶預定電器或多個預定電器的組合,並將該電器 識Unr h態作為該預定電器的狀態,其中該預定電器辨 ^值為該些電器_值其中之—或多個電ϋ辨識值的組
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