[发明专利]辨识电器状态的功率监控装置及其功率监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率测量与监控技术，且特别涉及一种基于使用者参与及回馈数据以进行电器状态辨别的功率监控技术，让使用者易于判读耗电原因。

背景技术

功率监控装置(俗称电表)是用来量度与监测耗电状况的仪器，其可用来测量住宅、工商业等地区或者电器的功率消耗状况。功率公司可依据电表上显示的耗电信息作为销售功率的依据，使用者亦可在家庭或企业中装设电表于总电源或待测电源处，藉以监测其耗电量。

由于社会上对于节能减排等环保议题逐渐受到重视，而且功率公司目前所用的电表大部分为机械式电表，其仅能显示待测电源的耗电信息，难以自动记录不同时段的耗电情况。并且，据研究指出，如果能够通过科技的帮助，让使用者了解家中或者企业各电器的用电情形，应可节省25％～30％的电能消耗，因此全世界各个国家都鼓励民众加装或更换数位式智能电表(或称智能型电表)，藉以组成智能型供电网路(简称智能电网)。对于功率公司而言，其可远端操控智能型电表，以于用电量高峰期间时随时调整家庭及工厂的用电状况，藉以减少高峰期的用电量。而在功率需求较少时，功率公司可改善发电设备过剩的情形，并以高效率方式供给及管理功率。对消费者而言，智能型电表可告知消费者不同时段的耗电情况，随时了解家庭或企业的耗电情况，并关闭多余未用的电器以减少电费的支出。

在此以家庭用电作为举例，以往的智能型电表通常加装于家中的总电源处，因此使用者仅能监测总电源以取得家中总电源的耗电情况，而无法判读家中每个电器详细的耗电状况，即使智能型电表加入非侵入式电器负载侦测技术(Nonintrusive Load Monitoring，NILM)，通过电器耗电特征数据来进行电器的辨认，也会因为电器种类繁多且新的电器不断推陈出新，电器耗电特征数据不易搜集，而无法精准侦测各种不同电器。而且也无法比较相同电器或不同电器但具备相同功能，在不同地点使用的耗电情形，进而了解电器效率和判断耗电原因。使得智能型电表难以协助使用者了解家中各电器功率使用与分布情形，无法管理家中的耗电电器、判读耗电原因，进而在进行节电规划时十分困难。

若使用者想要监测家中每个电器的耗电与使用情况，进而判读耗电原因，以往的功率监控技术便在家中每个供电插座上加装类似智能型电表的耗电监测装置或感测器，无法利用单一个智能型电表监测家中总电源与每一个电器的耗电状况。由于上述功率监控技术的架设成本过高，消费者会因而降低使用的意愿。

发明内容

本发明提供一种基于使用者参与及回馈数据进行辨识电器状态的功率监控装置，其依据电耗特性的变化来搜寻电器特征数据库以寻找可能的电器及电器状态。同时使用者亦可通过确认搜寻结果或从可能的电器中选取正确的电器，藉以协助建立电器特征数据库。由使用者确认的电器耗电特征与电器对应信息将用以更新电器特征数据库。通过记录电器的耗电情形及比对电器特征数据库，可让使用者得的相较于其他相同电器或具备相同功能的其他电器、使用者目前使用的电器的效率和耗电原因，以达到节能减碳的效果。

以另一观点而言，本发明提供一种辨识电器状态的功率监控方法，此方法藉由使用者的参与及贡献建立起电器、电器状态与电器耗电特征的对应关系，称之为电器特征数据库，通过此数据库进行电器与电器状态的辨别，并藉由记录与比对电器的耗电情形，让使用者易于比较相同电器或具备相同功能的其他电器的效率，或判读耗电原因，藉以准确进行节电规划，进而达到节能减排的效果。

本发明提出一种基于使用者参与及回馈数据进行辨识电器状态的功率监控装置，此功率监控装置包括测量模块、变化侦测与搜寻模块以及由使用者参与建立的电器特征数据库。测量模块用以测量电源的电耗特性，此电源可供应功率给予多个电器。变化侦测与搜寻模块耦接至测量模块，用以侦测并计算电耗特性的变化。当侦测到变化时，变化侦测与搜寻模块便依据此变化来搜寻电器特征数据库，以取得近似此变化的一个或多个可能的电器及其状态，或是多个可能电器状态的组合。同时使用者可通过确认搜寻结果或从可能的电器中选取正确的电器，协助建立电器特征数据库。由使用者确认的电器耗电特征与电器对应信息将用以更新电器特征数据库。在本发明的一实施例中，上述的测量模块包括滤波单元及电耗特性测量单元。滤波单元用以测量电源的电耗特性，并可滤除电耗特性的噪声。电耗特性测量单元耦接至滤波单元，其可对电耗特性进行取样，藉以求得电耗特性的特征参数列。