TWI659384B - 雙迴路需量控制系統 - Google Patents

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洪志明
廖國羽
楊忠原
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國立中山大學
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Abstract

一種雙迴路需量控制系統，用以解決習知需量控制系統導致用電過量或卸載頻繁的問題。係包含：一主要預測模組，產生一主要預測值；一輔助預測模組，產生一輔助預測值；至少一個測量單元，產生一參考資料，並傳送至該主要預測模組及該輔助預測模組；及一控制模組，由一控制單元耦合連接該主要預測模組、該輔助預測模組及該數個用電負載，該控制單元接收該主要預測值及該輔助預測值，該控制單元藉由比較一警戒值與該主要預測值及該輔助預測值，控制該數個用電負載之用電量。

Description

雙迴路需量控制系統
本發明係關於一種雙迴路需量控制系統，尤其是一種使用二預測演算法的雙迴路需量控制系統。
需量控制係有效的節能方法，當用電量即將超出設定的電量上限時，以手動或自動卸載方式暫停或減少用電裝置，可確保耗費的總電量維持在預設的範圍內。用電規模越大的設施，如：工廠、商場、學校等，需要更精確的需量預測方法搭配複雜的卸載控制機制。
電力用戶依照自身的用電需求，與電力供應商簽訂契約並訂定一契約容量，由電力供應商連續記錄電力用戶在一計算週期內的平均用電功率係一需量，在電費結算區間的任一計算週期內的需量大於該契約容量，則電力供應商可依契約向電力用戶加倍計收超約罰款。
臺灣電力公司的計算週期為15分鐘，電力用戶為避免支付高額的電價，可通過一需量控制系統切換用電設備的運作狀態，以控制每間隔15分鐘的總用電量，達到避免該需量超出該契約容量的目的。
習知的需量控制方法係決定一低於該契約容量的上限值，並通過該需量控制系統測量每一分鐘的平均用電功率，一旦超過該上限值立即減少用電量，如此，若該上限值設定偏低會導致用電設備卸載頻繁，反之，若該上限值設定偏高會導致在15分鐘內需量超約的風險增加。
有鑑於此，習知的需量控制方法及其系統確實仍有加以改善 之必要。
為解決上述問題，本發明提供一種雙迴路需量控制系統，依據需量預測結果啟動警報或進行卸載。
本發明之目的提供一種需量預測方法，可精確預測需量。
本發明的雙迴路需量控制系統，包含：一主要預測模組，藉由一主要需量預測方法，產生一主要預測值，該主要需量預測方法包含每1秒鐘取樣一次該數個用電負載之用電量，及以15分鐘為一計算週期，第n分鐘之一計算點可得一平均功率Pn，其中，該計算點於該計算週期之用電需量累加預測演算法為[(P1+P2+…+Pn-1)+Pn×(15-n+1)]/15，且第1分鐘至第n分鐘之平均用電需量算法為(P1+P2+…+Pn)/n；一輔助預測模組，藉由一輔助需量預測方法，產生一輔助預測值，該輔助需量預測方法包含將一過往資料庫資料及一參考資料做正規化、排序及選取出一建模資料，及使用一最小平方支撐向量機，通過該建模資料做訓練建模，實現需量預測；至少一個測量單元，產生該參考資料，並傳送至該主要預測模組及該輔助預測模組；及一控制模組，具有一控制單元，該控制單元耦合連接該主要預測模組、該輔助預測模組及該數個用電負載，該控制單元設定至少一警戒值，且該控制單元接收該主要預測值及該輔助預測值，該控制單元藉由比較該警戒值與該主要預測值及該輔助預測值，控制該數個用電負載之用電量。
據此，本發明的雙迴路需量控制系統，係依據該主要預測值及該輔助預測值，以交叉比對選擇適當的需量預測值，可發出需量超約的預先警告，還可以自動完成用電卸載，具有避免單一需量控制系統因預測誤判導致需量超約或無故卸載的功效，另外，主要需量預測方法，係通過即時用電量的變化趨勢，累加演算預測需量，而輔助需量預測方法，係憑 藉過往資料庫的資訊量大小，分析求解預測需量，故將即時預測及歷史經驗分析並用，可提升需量預測的精確度。
其中，該至少一個測量單元取樣用電量、溫度、相對濕度及日期等資訊，並轉換為該參考資料。如此，可提供需量預測所需的資訊，係具有提升需量預測精確性的功效。
其中，該控制模組具有一警報單元，當該主要預測值或該輔助預測值大於該警戒值時，啟動該警報單元。如此，可警示用電量偏高，係具有提醒用電裝置即將卸載及改善用電計劃的功效。
其中，當該主要預測值或該輔助預測值大於該警戒值時，該控制單元卸載該數個用電負載。如此，可即時自動降低用電量，係具有避免超約罰款的功效。
其中，設定一限定差值於該控制單元，當該主要預測值及該輔助預測值之差值大於該限定差值，則取該主要預測值及該輔助預測值之平均值為一預測需量。如此，可平衡兩預測結果之差距，係具有降低預測誤差的功效。
其中，當該預測需量大於該警戒值時，該控制單元卸載該數個用電負載。如此，可即時自動降低用電量，係具有避免超約罰款的功效。
另包含一計時單元耦合連接該主要預測模組及該輔助預測模組。如此，可提供時間資訊，係具有使二預測模組計時同步的功效。
其中，該計時單元係具有全球定位系統之計時器。如此，可透過衛星進行時間校正且精確度達一毫秒，係具有以正確計算週期預測需量的功效。
1‧‧‧主要預測模組
2‧‧‧輔助預測模組
3‧‧‧測量單元
4‧‧‧計時單元
5‧‧‧控制模組
51‧‧‧控制單元
52‧‧‧警報單元
L‧‧‧用電負載
D‧‧‧參考資料
VM‧‧‧主要預測值
VS‧‧‧輔助預測值
S1‧‧‧第一變量訊號
S2‧‧‧第二變量訊號
A1‧‧‧第一警戒值
A2‧‧‧第二警戒值
W‧‧‧限定差值
VA‧‧‧預測需量
第1圖：本發明一實施例之系統方塊圖。
第2圖：本發明一實施例之工作流程圖。
第3圖：本發明一需量預測方法的實施示意圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖所示，其係本發明雙迴路需量控制系統之一較佳實施例，係包含一主要預測模組1、一輔助預測模組2、一測量單元3、一計時單元4及一控制模組5，該主要預測模組1及該輔助預測模組2分別耦合連接該測量單元3、該計時單元4及該控制模組5，該測量單元3及該控制模組5分別耦合連接數個用電負載L。
該主要預測模組1接收至少一參考資料D，依據該參考資料D進行演算或分析，產生一主要預測值VM，該主要預測模組1還可輸出一第一變量訊號S1，該第一變量訊號S1包含該主要預測值VM。
該輔助預測模組2接收至少一參考資料D，依據該參考資料D進行演算或分析，產生一輔助預測值VS，該主要預測模組1還可輸出一第二變量訊號S2，該第二變量訊號S2包含該輔助預測值VS。
該測量單元3可取樣環境資訊並轉換為該參考資料D，在本實施例中，該測量單元3係數位電表，可以取樣該數個用電負載L之用電量，惟不以此為限，本發明還可具有其它測量單元3以擷取如：溫度、相對濕度及日期等環境資訊。
該計時單元4提供時間資訊，較佳為具有全球定位系統(Global Positioning System,GPS)之計時器，可自動進行時間校正且精確度係1毫秒，具有精確計算出電力供應商設定之一計算週期。
該控制模組5由一控制單元51接收該第一變量訊號S1及該 第二變量訊號S2，再由該控制單元51依據該主要預測值VM及該輔助預測值VS啟動控制程序，使一警報單元52發出一提醒訊號，或由該控制單元51控制各該用電負載L暫停運轉或降低用電量。該控制單元51可以是一可編程序控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。
請參照第2圖所示，其係本發明雙迴路需量控制系統的工作流程圖，首先設定一第一警戒值A1及一第二警戒值A2於該控制單元51，該第一警戒值A1及該第二警戒值A2小於一契約容量，該契約容量係由電力用戶與電力供應商訂定，且該第一警戒值A1小於該第二警戒值A2。
當該數個用電負載L運轉時，該控制單元51同步並持續接收該主要預測值VM及該輔助預測值VS，當該主要預測值VM或該輔助預測值VS大於該第一警戒值A1時，續比較該主要預測值VM或該輔助預測值VS是否大於該第二警戒值A2，若否，則啟動該警報單元52，若是，則判斷該主要預測值VM是否大於該第二警戒值A2，若是，則依據該主要預測值VM對該數個用電負載L進行卸載並該警報單元52，若否，則3秒後再次判斷該主要預測值VM是否大於該第二警戒值A2，若是，則依據該主要預測值VM對該數個用電負載L進行卸載並該警報單元52，若否，則依據該輔助預測值VS對該數個用電負載L進行卸載並該警報單元52。
另外，還可設定一限定差值W，若該主要預測值VM及該輔助預測值VS之差值大於該限定差值W，則取該主要預測值VM及該輔助預測值VS之平均值為一預測需量VA，當該預測需量VA大於該第一警戒值A1時，續比較該預測需量VA是否大於該第二警戒值A2，若否，則啟動該警報單元52，若是，則依據該預測需量VA對該數個用電負載L進行卸載並該警報單元52。
本發明之一主要需量預測方法，係每1秒鐘取樣一次該數個用電負載L之用電量，以15分鐘為一計算週期，其中第n分鐘之一計算點 的前1分鐘共60個取樣實際值，可得一平均功率Pn，同理第n-1分鐘可得一平均功率Pn-1，則該計算點於該計算週期15分鐘之用電需量累加預測演算法為：[(P1+P2+…+Pn-1)+Pn×(15-n+1)]/15且第1分鐘至第n分鐘之平均用電需量算法為：(P1+P2+…+Pn)/n
請參照第3圖所示，其係本發明之一輔助需量預測方法，將一過往資料庫資料及一參考資料做正規化(Normalization)、排序及選取一建模資料，使用一最小平方支撐向量機(Least Squares Support Vector Machines,LSSVM)的分類及回歸分析能力，通過該建模資料做訓練建模，可實現預測負載的功用，該過往資料庫資料及參考資料可包含時間、負載、溫度、相對濕度等。
綜上所述，本發明的雙迴路需量控制系統，係依據該主要預測值及該輔助預測值，以交叉比對選擇適當的需量預測值，可發出需量超約的預先警告，還可以自動完成用電卸載，具有避免單一需量控制系統因預測誤判導致需量超約或無故卸載的功效。又，本發明的主要需量預測方法，係通過即時用電量的變化趨勢，累加演算預測需量，而輔助需量預測方法，係憑藉過往資料庫的資訊量大小，分析求解預測需量，故將即時預測及歷史經驗分析並用，可提升需量預測的精確度。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

  1. 一種雙迴路需量控制系統，用於數個用電負載，包含：一主要預測模組，藉由一主要需量預測方法，產生一主要預測值，該主要需量預測方法包含每1秒鐘取樣一次該數個用電負載之用電量，及以15分鐘為一計算週期，第n分鐘之一計算點可得一平均功率Pn，其中，該計算點於該計算週期之用電需量累加預測演算法為[(P1+P2+…+Pn-1)+Pn×(15-n+1)]/15，且第1分鐘至第n分鐘之平均用電需量算法為(P1+P2+…+Pn)/n；一輔助預測模組，藉由一輔助需量預測方法，產生一輔助預測值，該輔助需量預測方法包含將一過往資料庫資料及一參考資料做正規化、排序及選取出一建模資料，及使用一最小平方支撐向量機，通過該建模資料做訓練建模，實現需量預測；至少一個測量單元，產生該參考資料，並傳送至該主要預測模組及該輔助預測模組；及一控制模組，具有一控制單元，該控制單元耦合連接該主要預測模組、該輔助預測模組及該數個用電負載，該控制單元設定至少一警戒值，且該控制單元接收該主要預測值及該輔助預測值，該控制單元藉由比較該警戒值與該主要預測值及該輔助預測值，控制該數個用電負載之用電量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙迴路需量控制系統，其中，該至少一個測量單元取樣用電量、溫度、相對濕度及日期等資訊，並轉換為該參考資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之雙迴路需量控制系統，其中，該控制模組具有一警報單元，當該主要預測值或該輔助預測值大於該警戒值時，啟動該警報單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之雙迴路需量控制系統，其中，當該主要預測值或該輔助預測值大於該警戒值時，該控制單元卸載該數個用電負載。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之雙迴路需量控制系統，其中，設定一限定差值於該控制單元，當該主要預測值及該輔助預測值之差值大於該限定差值，則取該主要預測值及該輔助預測值之平均值為一預測需量。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之雙迴路需量控制系統，其中，當該預測需量大於該警戒值時，該控制單元卸載該數個用電負載。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之雙迴路需量控制系統，另包含一計時單元耦合連接該主要預測模組及該輔助預測模組。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之雙迴路需量控制系統，其中，該計時單元係具有全球定位系統之計時器。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI376855B (en) * 2008-10-13 2012-11-11 Electronic consumption control system and method thereof
US20140025218A1 (en) * 2011-03-30 2014-01-23 Fujitsu Limited Electrical power control device, electrical power control method, and recording medium
TWI468952B (zh) * 2011-11-15 2015-01-11 Univ Kun Shan 智慧電網之短期負載預測方法
US20160006246A1 (en) * 2013-03-04 2016-01-07 Nec Corporation Energy management system and energy management method
TWI526852B (zh) * 2014-07-29 2016-03-21 國立交通大學 基於電器使用狀態的人數計算方法及其監控系統
TWI552102B (zh) * 2014-03-05 2016-10-01 歐姆龍股份有限公司 電力需求控制裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI376855B (en) * 2008-10-13 2012-11-11 Electronic consumption control system and method thereof
US20140025218A1 (en) * 2011-03-30 2014-01-23 Fujitsu Limited Electrical power control device, electrical power control method, and recording medium
TWI468952B (zh) * 2011-11-15 2015-01-11 Univ Kun Shan 智慧電網之短期負載預測方法
US20160006246A1 (en) * 2013-03-04 2016-01-07 Nec Corporation Energy management system and energy management method
TWI552102B (zh) * 2014-03-05 2016-10-01 歐姆龍股份有限公司 電力需求控制裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體
TWI526852B (zh) * 2014-07-29 2016-03-21 國立交通大學 基於電器使用狀態的人數計算方法及其監控系統

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