監(jiān)控裝置及其識(shí)別電器裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種監(jiān)控裝置及其識(shí)別電器裝置的方法，適于電力系統(tǒng)中的監(jiān)控裝置，所述方法包括下列步驟。首先，適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于至少一電器裝置的電力特征數(shù)據(jù)庫，并且，適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于監(jiān)控裝置的線路電阻數(shù)據(jù)庫。接著，偵測(cè)是否發(fā)生至少一電力特征事件。當(dāng)發(fā)生電力特征事件時(shí)，計(jì)算電力特征事件的系統(tǒng)阻抗。之后，依據(jù)系統(tǒng)阻抗、電力特征數(shù)據(jù)庫以及線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別導(dǎo)致電力特征事件的至少一未知電器裝置。
【專利說明】監(jiān)控裝置及其識(shí)別電器裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是有關(guān)于一種可依據(jù)所偵測(cè)到的電力參數(shù)來識(shí)別電器裝置的監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了節(jié)約能源,設(shè)置智能電表(SmartMeter)并架構(gòu)先進(jìn)電表系統(tǒng)(AdvancedMeteringlnfrastructure, AMI)已越來越普遍。先進(jìn)電表系統(tǒng)可以用來取代傳統(tǒng)的人工抄表，并提升電能的使用效率。根據(jù)研究指出，若使用者可以得知家庭內(nèi)的總用電情形，使用者會(huì)自發(fā)性的節(jié)省能源的使用。如果能進(jìn)一步的得知家中每個(gè)電器的用電情形，使用者更可以得知如何省電。
[0003]一種作法是在每個(gè)電器中都加裝一個(gè)感測(cè)器，以得知每個(gè)電器是否被開啟或關(guān)閉，此種方法是屬于侵入式的負(fù)載監(jiān)測(cè)。然而，另一種作法是非侵入式電器負(fù)載監(jiān)測(cè)，此方法是先偵測(cè)所有電器的總電力特征，再判斷出是哪些電器被開啟或是關(guān)閉。因此，如何使用非侵入式的監(jiān)測(cè)方法來準(zhǔn)確地判斷哪一個(gè)電器已被開啟或關(guān)閉，為此領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)心的議題，對(duì)于相同電器在不加裝其他裝置的情形下要能夠被辨識(shí)，又是一個(gè)更需要被攻克的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種監(jiān)控裝置及其識(shí)別電器裝置的方法，其可在電器裝置上不具有測(cè)量儀器的情況下，利用所偵測(cè)到的電力參數(shù)來識(shí)別電器裝置。
[0005]本發(fā)明提供一種識(shí)別電器裝置的方法，適于電力系統(tǒng)中的監(jiān)控裝置，所述方法包括下列步驟。首先，適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于至少一電器裝置的電力特征數(shù)據(jù)庫，并且，適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于監(jiān)控裝置的線路電阻數(shù)據(jù)庫。接著，偵測(cè)是否發(fā)生至少一電力特征事件。當(dāng)發(fā)生至少一電力特征事件時(shí)，計(jì)算至少一電力特征事件的系統(tǒng)阻抗。之后，依據(jù)系統(tǒng)阻抗、電力特征數(shù)據(jù)庫以及線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別導(dǎo)致至少一電力特征事件的至少一未知電器裝置。
[0006]另一觀點(diǎn)而言，本發(fā)明提出一種監(jiān)控裝置，包括儲(chǔ)存模塊、偵測(cè)模塊以及處理模塊。儲(chǔ)存模塊儲(chǔ)存電力特征數(shù)據(jù)庫以及線路電阻數(shù)據(jù)庫。其中，電力特征數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)于至少一電器裝置，線路電阻數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)于監(jiān)控裝置所在的電力系統(tǒng)。偵測(cè)模塊偵測(cè)是否發(fā)生至少一電力特征事件。處理模塊耦接儲(chǔ)存模塊以及偵測(cè)模塊，適應(yīng)性地更新電力特征數(shù)據(jù)庫以及線路電阻數(shù)據(jù)庫。其中，當(dāng)偵測(cè)模塊偵測(cè)到至少一電力特征事件時(shí)，處理模塊計(jì)算至少一電力特征事件的系統(tǒng)阻抗。并且，處理模塊依據(jù)系統(tǒng)阻抗、電力特征數(shù)據(jù)庫以及線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別導(dǎo)致至少一電力特征事件的至少一未知電器裝置。
[0007]基于上述，本發(fā)明的監(jiān)控裝置在偵測(cè)到至少一電力特征事件后，可依據(jù)其系統(tǒng)阻抗來識(shí)別對(duì)應(yīng)于此電力特征事件的電器裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例繪示的室內(nèi)空間平面示意圖。[0009]圖2是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例繪示的線路電阻量測(cè)元件的示意圖。
[0010]圖3是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例繪示的識(shí)別電器裝置方法流程圖。
[0011]圖4是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例繪示的依據(jù)阻抗差值表來識(shí)別未知電器裝置的流程圖。
[0012]其中，附圖標(biāo)記:
[0013]100:室內(nèi)空間110:監(jiān)控裝置
[0014]112:儲(chǔ)存模塊114:偵測(cè)模塊
[0015]116:處理模塊200:線路電阻量測(cè)元件
[0016]210:插頭220:交/直流電路電源
[0017]230:微控制器240:電壓與電流感測(cè)器
[0018]250:操作界面260:通信模塊
[0019]SCl~SC5:插座S310~S350、S410~S460:步驟
[0020]L廣Ln:負(fù)載Rl~R2:房間
【具體實(shí)施方式】
[0021]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。
[0022]現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的示范性實(shí)施例，在附圖中說明所述示范性實(shí)施例的實(shí)例。另外，凡可能之處，在附圖及實(shí)施方式中使用相同標(biāo)號(hào)的元件/構(gòu)件代表相同或類似部分。
[0023]圖1是依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例繪示的室內(nèi)空間平面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，室內(nèi)空間100例如是一般的住家，其中包括監(jiān)控裝置110及插座SCf SC5。監(jiān)控裝置110例如是位于室內(nèi)空間100的電箱中的電表(例如數(shù)字電表或智能電表等)，其可用以監(jiān)控室內(nèi)空間100中各種電器裝置的電力使用狀態(tài)。監(jiān)控裝置110包括儲(chǔ)存模塊112、偵測(cè)模塊114以及處理模塊116。儲(chǔ)存模塊112例如是各種可用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存媒介。偵測(cè)模塊114例如是電壓、電流及/或功率的量測(cè)元件，其可用于偵測(cè)與監(jiān)控裝置110連接的各種電線上的電壓、電流及/或功率的數(shù)值。處理模塊116例如是具有運(yùn)算功能的處理器。
[0024]電器裝置例如是一般常見的家電用品，例如電風(fēng)扇、電暖器、吹風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)及電鍋等，但可不限于此。舉例而言，當(dāng)使用者將電器裝置與插座SCl連接時(shí)，所述電表可通過與插座SCl之間的線路連接來監(jiān)控并記錄電器裝置操作時(shí)的耗損功率等參數(shù)。
[0025]在本實(shí)施例中，監(jiān)控裝置110可將電器裝置的電力特征(power signature)以及建筑內(nèi)電線的線路阻抗同時(shí)納入考量，用來在偵測(cè)到電力特征事件時(shí)，識(shí)別此電力特征事件對(duì)應(yīng)的電器裝置及其運(yùn)作位置。所述電力特征例如是電器裝置的電壓、電流、實(shí)功率、虛功率、功率因數(shù)以及視在功率等參數(shù)，但可不限于此。所述電力特征事件例如是當(dāng)電器裝置運(yùn)作時(shí)，由偵測(cè)模塊114所偵測(cè)到的電壓、電流及功率等參數(shù)的變化。
[0026]詳細(xì)而言，儲(chǔ)存模塊112中可儲(chǔ)存電力特征數(shù)據(jù)庫，用以記錄可通過插座SCf SC5與監(jiān)控裝置110連接的各種電器裝置的電力特征。其中，各種電器裝置的電力特征可由使用者通過特定的量測(cè)裝置量測(cè)而得。量測(cè)裝置例如是包括電源供應(yīng)器、電壓計(jì)以及電流計(jì)的儀器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可了解，電器裝置的電力特征(例如阻抗)可在已知施加電壓及線路電流的情況下，通過歐姆定律簡易推算而得，或由其他量測(cè)或推算的方式取得。因此，在此不贅述通過量測(cè)裝置來量測(cè)電力特征的細(xì)節(jié)。
[0027]表1
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種識(shí)別電器裝置的方法，適于電力系統(tǒng)中的監(jiān)控裝置，其特征在于，所述方法包括下列步驟: 適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于至少一電器裝置的電力特征數(shù)據(jù)庫； 適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于該監(jiān)控裝置的線路電阻數(shù)據(jù)庫； 偵測(cè)是否發(fā)生至少一電力特征事件； 當(dāng)發(fā)生該至少一電力特征事件時(shí)，計(jì)算該至少一電力特征事件的系統(tǒng)阻抗；以及依據(jù)該系統(tǒng)阻抗、該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別導(dǎo)致該至少一電力特征事件的至少一未知電器裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于該至少一電器裝置的該電力特征數(shù)據(jù)庫的步驟包括: 接收該至少一電器裝置的電力特征；以及 依據(jù)該至少一電器裝置的該電力特征更新該電力特征數(shù)據(jù)庫。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該電力特征數(shù)據(jù)包括各所述電器裝置的電壓、電流、實(shí)功率、虛功率、功率因數(shù)以及視在功率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，適應(yīng)性地更新關(guān)聯(lián)于該監(jiān)控裝置的該線路電阻數(shù)據(jù)庫的步驟包括: 接收關(guān)聯(lián)于該監(jiān)控裝置的線路電阻數(shù)據(jù)；以及 依據(jù)該線路電阻數(shù)據(jù)更新該線路電阻數(shù)據(jù)庫。`
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該線路電阻數(shù)據(jù)包括該監(jiān)控裝置與至少一插座之間的線路電阻。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)發(fā)生該至少一電力特征事件時(shí)，計(jì)算該至少一電力特征事件的該系統(tǒng)阻抗的步驟包括: 偵測(cè)該至少一電力特征事件的一穩(wěn)態(tài)電力特征； 正規(guī)化該穩(wěn)態(tài)電力特征；以及 依據(jù)正規(guī)化后的該穩(wěn)態(tài)電力特征計(jì)算該系統(tǒng)阻抗。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，依據(jù)該系統(tǒng)阻抗、該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別導(dǎo)致該至少一電力特征事件的該至少一未知電器裝置的步驟包括: 依據(jù)該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫建立阻抗組合表； 將該系統(tǒng)阻抗與該阻抗組合表的至少一阻抗組合值相減，以建立一阻抗差值表，其中該阻抗差值表包括至少一阻抗差值；以及 依據(jù)該至少一阻抗差值的大小值識(shí)別該至少一未知電器裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，依據(jù)該至少一阻抗差值的大小值識(shí)別該至少一未知電器裝置的步驟包括: 判斷各所述阻抗差值之中，是否有大小值小于一預(yù)設(shè)門限值的第一阻抗差值；以及 若是，判斷該第一阻抗差值的數(shù)量， 其中，當(dāng)該第一阻抗差值的數(shù)量為I時(shí)，識(shí)別該未知至少一電器裝置為該第一阻抗差值對(duì)應(yīng)的電器裝置， 當(dāng)該第一阻抗差值的數(shù)量大于I時(shí)，引入該電力特征數(shù)據(jù)庫中的其他電力特征以協(xié)助識(shí)別該至少一未知電器裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在識(shí)別導(dǎo)致該至少一電力特征事件的該至少一未知電器裝置的步驟之后，還包括: 依據(jù)該系統(tǒng)阻抗、該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別該至少一未知電器裝置的運(yùn)作位置。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該至少一未知電器裝置包括相同的多個(gè)電器裝置，且在識(shí)別導(dǎo)致該至少一電力特征事件的至少一未知電器裝置的步驟之后，還包括: 依據(jù)該系統(tǒng)阻抗、該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別該些電器裝置各自的運(yùn)作位置。
11.一種監(jiān)控裝置，其特征在于，包括: 儲(chǔ)存模塊，儲(chǔ)存電力特征數(shù)據(jù)庫以及線路電阻數(shù)據(jù)庫，其中該電力特征數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)于至少一電器裝置，該線路電阻數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)于該監(jiān)控裝置所在的電力系統(tǒng)； 偵測(cè)模塊，偵測(cè)是否發(fā)生至少一電力特征事件；以及 處理模塊，耦接該儲(chǔ)存模塊以及該偵測(cè)模塊，適應(yīng)性地更新電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫， 其中，當(dāng)該偵測(cè)模塊偵測(cè)到該至少一電力特征事件時(shí)，該處理模塊計(jì)算該至少一電力特征事件的系統(tǒng)阻抗，并且，該處理模塊依據(jù)該系統(tǒng)阻抗、該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別導(dǎo)致該至少一電力特征事件的至少一未知電器裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括通信模塊，耦接該處理模塊，接收該至少一電器裝置的電力特征，并且，該處理模塊依據(jù)該至少一電器裝置的該電力特征更新該電力特征數(shù)據(jù)庫。`
13.如權(quán)利要求12所述的監(jiān)控裝置，其特征在于，該電力特征數(shù)據(jù)包括各所述電器裝置的電壓、電流、實(shí)功率、虛功率、功率因數(shù)以及視在功率。
14.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括通信模塊，接收關(guān)聯(lián)于該電力系統(tǒng)的線路電阻數(shù)據(jù)，并且，該處理模塊依據(jù)該線路電阻數(shù)據(jù)更新該線路電阻數(shù)據(jù)庫。
15.如權(quán)利要求14所述的監(jiān)控裝置，其特征在于，該線路電阻數(shù)據(jù)包括該監(jiān)控裝置與至少一插座之間的線路電阻。
16.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)控裝置，其特征在于，該偵測(cè)模塊偵測(cè)該至少一電力特征事件的穩(wěn)態(tài)電力特征，該處理模塊正規(guī)化該穩(wěn)態(tài)電力特征，并依據(jù)正規(guī)化后的該穩(wěn)態(tài)電力特征計(jì)算該系統(tǒng)阻抗。
17.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)控裝置，其特征在于， 該處理模塊依據(jù)該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫建立阻抗組合表； 該處理模塊將該系統(tǒng)阻抗與該阻抗組合表的至少一阻抗組合值相減，以建立阻抗差值表，其中該阻抗差值表包括至少一阻抗差值；以及 該處理模塊依據(jù)該至少一阻抗差值的大小值識(shí)別該至少一未知電器裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的監(jiān)控裝置，其特征在于， 該處理模塊判斷各所述阻抗差值之中，是否有大小值小于一預(yù)設(shè)門限值的第一阻抗差值， 若是，該處理模塊判斷該第一阻抗差值的數(shù)量，其中，當(dāng)該第一阻抗差值的數(shù)量為I時(shí)，該處理模塊識(shí)別該至少一未知電器裝置為該第一阻抗差值對(duì)應(yīng)的電器裝置， 當(dāng)該第一阻抗差值的數(shù)量大于I時(shí)，該處理模塊引入該電力特征數(shù)據(jù)庫中的其他電力特征以協(xié)助識(shí)別該至少一未知電器裝置。
19.如權(quán)利要求14所述的監(jiān)控裝置，其特征在于，該處理模塊依據(jù)該系統(tǒng)阻抗、該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別該至少一電器裝置的運(yùn)作位置。
20.如權(quán)利要求11所述的監(jiān)控裝置，其特征在于，該至少一未知電器裝置包括相同的多個(gè)電器裝置，且該處理模塊依據(jù)該系統(tǒng)阻抗、該電力特征數(shù)據(jù)庫以及該線路電阻數(shù)據(jù)庫識(shí)別該些電器裝置各自的運(yùn)`作位置。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103869181SQ201310033928
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】賴建良, 陳鴻元, 郭倫嘉 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院