TWI443356B - 電器設備的異常狀態偵測系統及方法 - Google Patents

Description

電器設備的異常狀態偵測系統及方法

本發明係關於一種電器設備的異常狀態偵測系統及方法，特別係關於一種依據電器設備的用電數據分析電器設備是否出現異常的偵測系統及方法。

目前的用電檢測設備大都僅用於檢測電器設備的用電數據，存在資源浪費的問題，且對於電器設備出現異常，無法即時得知，造成許多使用上的困擾，同時也造成作業人員無法即時偵測電器設備出現異常狀態而提前做出因應措施。

因此，如何有效提高用電檢測設備的實用功能，使其發揮更大的功效，且可以即時偵測電器設備出現異常狀態，即為本案待解決的技術課題。

有鑒於上述先前技術之缺點，本發明之一目的在於提供一種電器設備的異常狀態偵測系統及方法，能依據測量電器設備的用電數據分析電器設備是否出現異常。

本發明之另一目的在於提供一種電器設備的異常狀態偵測系統及方法，能有效提高用電檢測設備的實用功能，使其發揮更大的功效。

本發明所揭示的電器設備的異常狀態偵測系統，包括：測量裝置、第一分析裝置及第二分析裝置。該測量裝置係用於測量該電器設備的用電數據，該第一分析裝置係 用於在預設時段內持續接收該用電數據，而該第一分析裝置進一步包含有第一處理模組與設定模組，該第一處理模組係用於分析在該預設時段內持續接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第一波動類型，進而依據該第一波動類型，分析與該第一波動類型相對應的第一特徵值，該設定模組則用於根據該第一特徵值，設定該電器設備的基準值，該第二分析裝置係用於即時接收該用電數據。而該第二分析裝置進一步包含有第二處理模組與異常偵測模組，該第二處理模組係用於分析即時接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第二波動類型，進而依據該第二波動類型，分析與該第二波動類型相對應的第二特徵值，該異常偵測模組則用於比較該第一波動類型與該第二波動類型，及比較該第二特徵值與該基準值，以偵測該電器設備的異常狀態。

於上述電器設備的異常狀態偵測系統中，該測量裝置係設於客戶端，且該第一分析裝置及該第二分析裝置係設於伺服端。

於上述電器設備的異常狀態偵測系統中，該第一、第二波動類型為規則波動型、不規則波動型或非波動型。

於上述電器設備的異常狀態偵測系統中，於該第一、第二波動類型為該規則波動型時，該第一特徵值、第二特徵值為該電器設備的最低用電值、每次波動的高峰值、每次波動的持續時間、以及每次無波動的持續時間。

於上述電器設備的異常狀態偵測系統中，於該第一、 第二波動類型為該不規則波動型時，該第一特徵值、第二特徵值為該電器設備的最低用電值、以及每次波動的高峰值。

於上述電器設備的異常狀態偵測系統中，於該第一、第二波動類型為該非波動型時，該第一特徵值、第二特徵值為該電器設備的持續固定用電值。

於上述電器設備的異常狀態偵測系統中，該設定模組復包括針對該基準值設定容忍值範圍，用於比較該第二特徵值、該基準值與該容忍值範圍，以偵測該電器設備的異常狀態。

再者，本發明復提供電器設備的異常狀態偵測方法，包括下列步驟：令測量裝置測量該電器設備的用電數據；令第一分析裝置在預設時段內持續接收該用電數據；令該第一分析裝置分析在該預設時段內持續接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第一波動類型，進而依據該第一波動類型，分析與該第一波動類型相對應的第一特徵值；令該第一分析裝置根據該第一特徵值，設定該電器設備的基準值；令第二分析裝置即時接收該用電數據；令該第二分析裝置分析即時接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第二波動類型，進而依據該第二波動類型，分析與該第二波動類型相對應的第二特徵值；以及令該第二分析裝置比較該第一波動類型與該第二波動類型，及比較該第二特徵值與該基準值，以偵測該電器設備的異常狀態。

於前述之電器設備的異常狀態偵測方法中，該第一、第二波動類型為規則波動型、不規則波動型或非波動型。

於前述之電器設備的異常狀態偵測方法中，復包括針對該基準值設定容忍值範圍，用於比較該第二特徵值、該基準值與該容忍值範圍，以偵測該電器設備的異常狀態。

相較於先前技術，本發明所揭示的電器設備的異常狀態偵測系統及方法，藉由偵測電器設備的用電數據，據以判斷該電器設備的波動類型，並分析與該波動類型相對應的各項特徵值，俾用於設定該電器設備的基準值，並據以偵測該電器設備的異常狀態，俾可即時偵測電器設備出現異常狀態，以供作業人員提前做出因應措施。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之技術內容，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效，亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。

請參閱第1圖，其為本發明之電器設備130的異常狀態偵測系統100的系統架構示意圖。

如第1圖所示，該異常狀態偵測系統100主要包括測量裝置111、第一分析裝置121及第二分析裝置126，其中，第一分析裝置121包含有第一處理模組122與設定模組123，而第二分析裝置126包含有第二處理模組127與異常偵測模組128。需說明的是，本發明的異常狀態偵測系統係可按實際需求應用於單機系統或網路系統中，以下係以 本發明應用於網路系統中予以詳細說明。

該測量裝置111係用於測量電器設備130的用電數據。

於本實施例中，該測量裝置111係例如為電能表(power meter)，並設置於客戶端(client)110。

該第一分析裝置121係用於在預設時段(如24小時)內持續接收該用電數據，利用第一處理模組122分析在該預設時段內持續接收的該用電數據，以判斷該電器設備130相對應的第一波動類型(例如規則波動型、不規則波動型或非波動型)，進而依據該第一波動類型，分析與該第一波動類型相對應的至少一項第一特徵值(例如最低用電值、每次波動的高峰值、每次波動的持續時間、每次無波動的持續時間、或持續固定用電值等)。

於本實施例中，該第一分析裝置121係位於伺服端(server)120，並透過網路系統接收該測量裝置111所收集的用電數據。

具體而言，本發明的第一分析裝置121係透過持續地收集該測量裝置111於該預設時段內(例如為24小時)所量測到的用電數據，透過第一處理模組122統計出相對應的電紋波形，並根據波動的振幅大小，將振幅過小的波動去除，藉以將該電紋波形進行圓滑化處理以產生電紋波形圖，再根據該經處理過的電紋波形圖，將該電器設備130主要劃分為例如規則波動型、不規則波動型或非波動型三大種類的波動類型。

於本實施例中，該規則波動型係例如為飲水機，其特性為，一段時間一定會開始加熱用電，加完熱又會有一段時間不加熱，波動的產生有規則可循(如第3A圖所示之電紋波形圖的範例)；該不規則波動型則例如為影印機或碎紙機，其特性為，有使用的時候用電量才會上升，波動的產生段看該設備是否有在使用(如第3B圖所示之電紋波形圖的範例)；而非波動型則例如為照明設備，其特性為，用電量永遠維持在一定的數值，不會有波動產生(如第3C圖所示之電紋波形圖的範例)。

在一實施例中，該波動類型之判斷方法為：先以平均波動時間(該預設時段(如24小時)/波動個數)*2設為時間單位，其中，該第一處理模組122檢查每個時間單位內的波動頻率，如果波動頻率差異不大則判斷為規則波動型、如果波動頻率變化較大或一半以上的波動頻率為0則判斷為不規則波動型、如果波動頻率都為0則判斷為非波動型。

接著，請參閱第3A圖，於該第一處理模組122分析該電器設備130係為規則波動型時，進一步自該測量裝置111所收集的用電數據中分析出各項特徵值，如該電器設備130的最低用電值、每次波動的高峰值、每次波動的持續時間、以及每次無波動的持續時間等。

此外，請參閱第3B圖，於該第一處理模組122分析該電器設備130係為不規則波動型時，進一步自該測量裝置111所收集的用電數據中分析出各項特徵值，如該電器設備130的最低用電值、以及每次波動的高峰值等。

再者，請參閱第3C圖，於該第一處理模組122分析該電器設備130係為非波動型時，進一步自該測量裝置111所收集的用電數據中分析出各項特徵值，如該電器設備130的持續固定用電值等。

該設定模組123係位於該伺服端120，用於根據該第一波動類型相對應的該至少一項第一特徵值，設定該電器設備130的至少一項基準值，且儲存所述基準值於該設定模組123中。此外，該設定模組123復可針對該至少一項基準值設定至少一項容忍值範圍，以作為容忍基準值之臨界數值。

在一實施例中，該容忍值範圍分別為如以下舉例說明：最低用電量：無容忍值範圍；每次波動的高峰值：Max(最大值*0.03、最大值與次大值相減)至Max(最小值*0.03、最小值與次小值相減)的範圍；每次波動的持續時間：Max(最大值*0.03、最大值與次大值相減)至Max(最小值*0.03、最小值與次小值相減)的範圍；每次無波動的持續時間：Max(最大值*0.03、最大值與次大值相減)至Max(最小值*0.03、最小值與次小值相減)的範圍；以及持續固定用電量：無容忍值範圍。

該第二分析裝置126係設置於該伺服端120，係用於 即時接收該用電數據，其利用第二處理模組127分析即時接收的該用電數據，以判斷該電器設備130相對應的第二波動類型(例如規則波動型、不規則波動型或非波動型)，進而依據該第二波動類型，分析與該第二波動類型相對應的至少一項第二特徵值(例如最低用電值、每次波動的高峰值、每次波動的持續時間、每次無波動的持續時間、或持續固定用電值等)，進而利用異常偵測模組128比較該第一波動類型與該第二波動類型，及比較該至少一項第二特徵值與該至少一項基準值，以偵測該電器設備的異常狀態。

除此之外，上述容忍值範圍亦用於比較該至少一項第二特徵值、該至少一項基準值與該至少一項容忍值範圍，以偵測該電器設備的異常狀態。

要特別說明的是，第二波動類型與第一波動類型的內容實質相同，且第二特徵值與第一特徵值的內容實質相同，因此在此便不加以贅述。

以下將參閱第1、2圖詳細說明本發明之電器設備130的異常狀態偵測方法的方法步驟流程圖。

如第2圖所示，首先進行步驟S201，令測量裝置111測量電器設備130的用電數據，接著進至步驟S203。

於本實施例中，該測量裝置111係例如為電能表。

於步驟S203中，令第一分析裝置121在預設時段內持續接收該用電數據，接著進至步驟S205。

於本實施例中，該預設時段係例如為24小時。

於步驟S205中，令該第一分析裝置121分析在該預 設時段內持續接收的該用電數據，以判斷該電器設備130相對應的第一波動類型，接著進至步驟S207。

具體而言，係透過持續地收集該測量裝置111於24小時內所量測到的用電數據，統計出相對應的電紋波形，並針對該電紋波形進行圓滑化處理以產生電紋波形圖，再根據該經處理過的電紋波形圖，將該電器設備主要劃分為例如規則波動型、不規則波動型或非波動型三大種類的波動類型。

於步驟S207中，依據該第一波動類型，分析與該第一波動類型相對應的至少一項第一特徵值，接著進至步驟S209。

於本實施例中，於分析該電器設備130係為規則波動型時，則進一步自該測量裝置111所收集的用電數據中分析出各項特徵值，如該電器設備的最低用電值、每次波動的高峰值、每次波動的持續時間、以及每次無波動的持續時間；於分析該電器設備130係為不規則波動型時，則進一步自該測量裝置111所收集的用電數據中分析出各項特徵值，如該電器設備的最低用電值、以及每次波動的高峰值；而當分析該電器設備130係為非波動型時，則進一步自該測量裝置111所收集的用電數據中分析出各項特徵值，如該電器設備的持續固定用電值。

於步驟S209中，令該第一分析裝置121根據該第一波動類型相對應的該至少一項第一特徵值，設定該電器設備130的至少一項基準值，接著進至步驟S211。

於步驟S211中，令第二分析裝置126即時接收該用電數據，接著進至步驟S213。

於步驟S213中，令該第二分析裝置126分析即時接收的該用電數據，以判斷該電器設備130相對應的第二波動類型，進而比較第一波動類型與第二波動類型是否相同，若是，則進至步驟S215，否則進至步驟S217。

於步驟S215中，進一步分析與該第二波動類型相對應的至少一項第二特徵值，用於比較至少一項第二特徵值與至少一項基準值是否相符，若是，則進至步驟S219，否則進至步驟S217。

於本實施例中，針對不同波動類型具有不同「是否相符」的判斷標準，當波動類型為規則波動型時，則判斷標準為例如該電器設備的最低用電值是否低於基準值、每次波動的高峰值是否超出基準值範圍、每次波動的持續時間是否超出基準值範圍、以及每次無波動的持續時間是否超出基準值範圍；當波動類型為不規則波動型時，則判斷標準為例如該電器設備的最低用電值是否低於基準值、以及每次波動的高峰值是否超出基準值範圍；而當波動類型為非波動型時，則判斷標準為例如該電器設備的持續固定用電值是否不等於基準值等。

於步驟S217中，輸出偵測異常訊號於管理者端(未圖示)以表示偵測到該電器設備的異常狀態，接著進至步驟S219。

於一較佳實施例中，亦可針對該至少一項基準值設定 至少一項容忍值範圍，用於比較至少一項第二特徵值、至少一項基準值與至少一項容忍值範圍是否相符(也就是比較至少一項第二特徵值與至少一項基準值加/減至少一項容忍值範圍)，若是，則回饋該容忍值以調整新的基準值，否則輸出偵測異常訊號於管理者端。

於步驟S219中，結束該異常狀態偵測方法。

綜上所述，本發明係利用現有的用電檢測設備偵測電器設備的用電數據，藉以分析該電器設備的波動類型，並依據該波動類型進一步分析出其相對應的各項特徵值，俾根據該波動類型及其各項特徵值設定該電器設備的基準值，俾於該電器設備在日常使用過程中，當偵測到其即時用電數據與該基準值不相符時，可即時輸出偵測異常訊號於管理者端，以提醒作業人員提前做出因應措施。藉由本發明不但可使電器設備得到即時的維修保養，亦能擴展用電檢測設備的實用功能，進而有效提高用電檢測設備的實用功能，使其發揮更大的功效，且可即時偵測電器設備出現異常狀態。

然而，上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

100‧‧‧異常狀態偵測系統

110‧‧‧客戶端

111‧‧‧測量裝置

120‧‧‧伺服端

121‧‧‧第一分析裝置

122‧‧‧第一處理模組

123‧‧‧設定模組

126‧‧‧第二分析裝置

127‧‧‧第二處理模組

128‧‧‧異常偵測模組

130‧‧‧電器設備

S201~S219‧‧‧步驟

第1圖為本發明之電器設備的異常狀態偵測系統的系 統架構示意圖；第2圖為本發明之電器設備的異常狀態偵測方法的方法步驟流程圖；以及第3A至3C圖為本發明之各波動類型之電紋波形圖的範例。

100‧‧‧異常狀態偵測系統

110‧‧‧客戶端

111‧‧‧測量裝置

120‧‧‧伺服端

121‧‧‧第一分析裝置

122‧‧‧第一處理模組

123‧‧‧設定模組

126‧‧‧第二分析裝置

127‧‧‧第二處理模組

128‧‧‧異常偵測模組

130‧‧‧電器設備

Claims (10)

1. 一種電器設備的異常狀態偵測系統，包括：測量裝置，係用於測量該電器設備的用電數據；第一分析裝置，係用於在預設時段內持續接收該用電數據，該第一分析裝置包含：第一處理模組，係用於分析在該預設時段內持續接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第一波動類型，進而分析與該第一波動類型相對應的至少一項第一特徵值；及設定模組，係用於根據該至少一項第一特徵值，設定該電器設備的至少一項基準值；以及第二分析裝置，係用於即時接收該用電數據，該第二分析裝置包含：第二處理模組，係用於分析即時接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第二波動類型，進而分析與該第二波動類型相對應的至少一項第二特徵值；及異常偵測模組，係用於比較該第一波動類型與該第二波動類型，及比較該至少一項第二特徵值與該至少一項基準值，以偵測該電器設備的異常狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電器設備的異常狀態偵測系統，其中，該測量裝置係設於客戶端，且該第一分析裝置及該第二分析裝置係設於伺服端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電器設備的異常狀態偵測系統，其中，該第一、第二波動類型為規則波動型、不規則波動型或非波動型。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電器設備的異常狀態偵測系統，其中，於該第一、第二波動類型為該規則波動型時，該至少一項第一特徵值、第二特徵值為該電器設備的最低用電值、每次波動的高峰值、每次波動的持續時間、以及每次無波動的持續時間。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電器設備的異常狀態偵測系統，其中，於該第一、第二波動類型為該不規則波動型時，該至少一項第一特徵值、第二特徵值為該電器設備的最低用電值、以及每次波動的高峰值。
6. 如申請專利範圍第3項所述之電器設備的異常狀態偵測系統，其中，於該第一、第二波動類型為該非波動型時，該至少一項第一特徵值、第二特徵值為該電器設備的持續固定用電值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電器設備的異常狀態偵測系統，其中，該設定模組復包括針對該至少一項基準值設定至少一項容忍值範圍，用於比較該至少一項第二特徵值、該至少一項基準值與該至少一項容忍值範圍，以偵測該電器設備的異常狀態。
8. 一種電器設備的異常狀態偵測方法，包括下列步驟：令測量裝置測量該電器設備的用電數據；令第一分析裝置在預設時段內持續接收該用電數 據；令該第一分析裝置分析在該預設時段內持續接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第一波動類型，進而分析與該第一波動類型相對應的至少一項第一特徵值；令該第一分析裝置根據該至少一項第一特徵值，設定該電器設備的至少一項基準值；令第二分析裝置即時接收該用電數據；令該第二分析裝置分析即時接收的該用電數據，以判斷該電器設備相對應的第二波動類型，進而分析與該第二波動類型相對應的至少一項第二特徵值；以及令該第二分析裝置比較該第一波動類型與該第二波動類型，及比較該至少一項第二特徵值與該至少一項基準值，以偵測該電器設備的異常狀態。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電器設備的異常狀態偵測方法，其中，該第一、第二波動類型為規則波動型、不規則波動型或非波動型。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電器設備的異常狀態偵測方法，復包括針對該至少一項基準值設定至少一項容忍值範圍，用於比較該至少一項第二特徵值、該至少一項基準值與該至少一項容忍值範圍，以偵測該電器設備的異常狀態。