耗電預(yù)測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于一種耗電預(yù)測(cè)裝置及方法；具體而言，本發(fā)明是關(guān)于一種基于電器 使用機(jī)率的耗電預(yù)測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力儼然已成為現(xiàn)代生活最主要的能源。為了管理電力，許多預(yù)測(cè)用電量的技術(shù) 紛紛地被提出。然而，這些已知的用電量預(yù)測(cè)技術(shù)主要用于供電系統(tǒng)，以供地區(qū)電力系統(tǒng)作 為用電調(diào)度或是發(fā)電量的參考。
[0003] 事實(shí)上，對(duì)于終端用戶而言，為了節(jié)電以降低電費(fèi)，針對(duì)小范圍(例如：單一工廠、 智慧建筑、智慧家庭等等）進(jìn)行用電量的預(yù)測(cè)也是必要的。針對(duì)終端用戶的用電量預(yù)測(cè)，已 知技術(shù)多半需要自用戶搜集長時(shí)間（例如：一年）的用電資料，或是參考溫濕度傳感器所感 測(cè)到的資料做為預(yù)測(cè)參考。這些已知技術(shù)在預(yù)測(cè)用電量時(shí)，往往采用類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因演算 法等技術(shù)。透過這些技術(shù)，不僅需要長時(shí)間訓(xùn)練過程，當(dāng)預(yù)測(cè)對(duì)象的規(guī)模較小時(shí)，其預(yù)測(cè)成 效也不如用于大規(guī)模時(shí)精準(zhǔn)。
[0004] 有鑒于此，本領(lǐng)域仍亟需一種能快速地建立出電器的用電模型并據(jù)以預(yù)測(cè)電器的 未來用電量的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決已知技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種耗電預(yù)測(cè)裝置及方法。
[0006] 本發(fā)明所提供的耗電預(yù)測(cè)裝置包含一接口及一處理單元，且二者間電性連接。該 接口接收一電器的多筆用電資料，其中該電器具有多個(gè)運(yùn)作狀態(tài)，且這些用電資料具有一 時(shí)間順序。各用電資料包含一記錄狀態(tài)及該記錄狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的一記錄時(shí)間長度，且各該記 錄狀態(tài)為這些運(yùn)作狀態(tài)其中之一。該處理單元，電性連接至該接口，根據(jù)這些記錄狀態(tài)及這 些記錄時(shí)間長度計(jì)算各該運(yùn)作狀態(tài)的一平均運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長度，且根據(jù)該時(shí)間順序及這些用電 資料計(jì)算各該運(yùn)作狀態(tài)的至少一轉(zhuǎn)移機(jī)率，其中各該轉(zhuǎn)移機(jī)率為由一來源狀態(tài)進(jìn)入一目標(biāo) 狀態(tài)的機(jī)率，該來源狀態(tài)為這些運(yùn)作狀態(tài)其中之一，該目標(biāo)狀態(tài)為這些運(yùn)作狀態(tài)其中之一， 且該來源狀態(tài)及該目標(biāo)狀態(tài)不同。
[0007] 本發(fā)明所提供的耗電預(yù)測(cè)方法是由一電腦執(zhí)行。該耗電預(yù)測(cè)方法包含下列步驟： (a)接收一電器的多筆用電資料，該電器具有多個(gè)運(yùn)作狀態(tài)，這些用電資料具有一時(shí)間順 序，各用電資料包含一記錄狀態(tài)及該記錄狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的一記錄時(shí)間長度，各該記錄狀態(tài)為 這些運(yùn)作狀態(tài)其中之一，（b)根據(jù)這些記錄狀態(tài)及這些記錄時(shí)間長度計(jì)算各該運(yùn)作狀態(tài)的 一平均運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長度，以及（c)根據(jù)該時(shí)間順序及這些用電資料計(jì)算各該運(yùn)作狀態(tài)的至少 一轉(zhuǎn)移機(jī)率。各該轉(zhuǎn)移機(jī)率為由一來源狀態(tài)進(jìn)入一目標(biāo)狀態(tài)的機(jī)率，該來源狀態(tài)為這些運(yùn) 作狀態(tài)其中之一，該目標(biāo)狀態(tài)為這些運(yùn)作狀態(tài)其中之一，且該來源狀態(tài)及該目標(biāo)狀態(tài)不同。
[0008] 本發(fā)明是利用自電器所搜集到的用電資料為電器建立用電模型。若后續(xù)再搜集 到其他的用電資料，則會(huì)利用這些后來搜集到的用電資料來更新用電模型。透過不斷地更 新，用電模型便能確實(shí)地反映電器在不同運(yùn)作狀態(tài)下的平均運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長度以及不同運(yùn)作狀 態(tài)間的轉(zhuǎn)移機(jī)率。在建立用電模型后，本發(fā)明便能據(jù)以預(yù)測(cè)電器之后的耗電量。簡言之，本 發(fā)明依據(jù)電器的一電力特征資料，先判斷電器于一目前時(shí)間點(diǎn)處于一目前狀態(tài)(亦即，電器 所具有的運(yùn)作狀態(tài)其中之一)以及本次進(jìn)入該目前狀態(tài)后已經(jīng)過的時(shí)間長度。之后，本發(fā)明 會(huì)計(jì)算電器在此目前狀態(tài)的剩余停留時(shí)間，再利用此剩余停留時(shí)間及用電模型上的信息來 計(jì)算電器在目前時(shí)間點(diǎn)至目標(biāo)時(shí)間點(diǎn)間的預(yù)測(cè)耗電量。因此，本發(fā)明不需要額外的環(huán)境資 料(例如：溫度資料、濕度資料等等)，能在僅搜集到電器的少部分用電資料下，就能建立出 電器的用電模型，進(jìn)而達(dá)到預(yù)測(cè)電器的未來用電量的效果。
【附圖說明】
[0009] 為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具 體實(shí)施方式作詳細(xì)說明，其中：
[0010] 圖IA描繪第一實(shí)施例的耗電預(yù)測(cè)裝置的示意圖；
[0011] 圖IB描繪第一用電資料的示意圖；
[0012] 圖IC描繪電器的用電模型的示意圖；
[0013] 圖2A描繪第二實(shí)施例的耗電預(yù)測(cè)方法的主要流程圖；以及
[0014] 圖2B描繪步驟S23的細(xì)部流程圖。
[0015] 圖中元件標(biāo)號(hào)說明：
[0016] 1 :耗電預(yù)測(cè)裝置
[0017] 11:接口
[0018] 13 :處理單元
[0019] 15:智慧型電表
[0020] 17 :建筑
[0021] 19:電器
[0022] 10a、10b、10c、10d、IOe :第一用電資料
[0023] 12a、12b :第二用電資料
[0024] SI、S2、S3、START、END :運(yùn)作狀態(tài)
[0025] T1、T2、T3、T4、T5 :記錄時(shí)間長度
[0026] ρ 〇1、ρ 12、ρ 21、ρ 23、ρ 31、ρ 34 :轉(zhuǎn)移機(jī)率
[0027] S21 ~S27 :步驟
[0028] S231 ~S236 :步驟
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下將透過不同的實(shí)施例來解釋本發(fā)明所提供的耗電預(yù)測(cè)裝置及方法。然而，本 發(fā)明的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明須在如實(shí)施例所述的任何環(huán)境、應(yīng)用或方式方能實(shí)施。 因此，關(guān)于實(shí)施例的說明僅為闡釋本發(fā)明的目的，而非用以直接限制本發(fā)明。須說明者，以 下實(shí)施例及圖式中，與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件已省略而未繪示。
[0030] 本發(fā)明的第一實(shí)施例為一耗電預(yù)測(cè)裝置1，其示意圖是描繪于圖1Α。耗電預(yù)測(cè)裝 置1包含一接口 11及一處理單元13,且二者彼此電性連接。接口 11可為任何能接收及傳 送信號(hào)的接口，而處理單元13則可為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者所知悉的各 種處理器、中央處理裝置（central processing unit)、微處理器或其他計(jì)算裝置中的任一 種。
[0031] 于本實(shí)施例中，接口 11電性連接至一智慧型電表15,且此智慧型電表15連接至一 建筑17中的一電器19。需說明者，于本發(fā)明的其他實(shí)施態(tài)樣中，智慧型電表15可被一非侵 入式負(fù)載監(jiān)控設(shè)備取代。建筑17中的電器19具有多個(gè)運(yùn)作狀態(tài)。舉例而言，若電器19為 一電扇，則其所具有的狀態(tài)可包含"強(qiáng)"、"中"、"弱"、"啟動(dòng)"及"關(guān)閉"。需說明的是，所屬技 術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可輕易地理解，不同的電器會(huì)具有不同的狀態(tài)，且狀態(tài)的數(shù)目亦會(huì)有 所不同。于本實(shí)施例中，電器19具有五個(gè)運(yùn)作狀態(tài)SI、S2、S3、START及END。
[0032] 接口 11透過智慧型電表15接收電器19的多筆第一用電資料10a、10b、10c、 IOcU……、10e。請(qǐng)一并參考圖1B，其是描繪第一用電資料10a、10b、10c、IOcU……、10e的 不意圖。第一用電資料l〇a、10b、10c、10d、......、10e具有一第一時(shí)間順序。依該第一時(shí)間 順序，第一用電資料IOa早于第一用電資料10b，第一用電資料IOb早于第一用電資料10c， 依此類推。各筆第一用電資料l〇a、10b、10c、IOcU……、IOe包含一第一記錄狀態(tài)及該第一 記錄狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的一第一記錄時(shí)間長度，其中各該第一記錄狀態(tài)為電器19的五個(gè)運(yùn)作狀 態(tài) S1、S2、S3、START 及 END 其中之一。簡言之，第一用電資料 10a、10b、10c、10d、......UOe 的每一筆記錄電器19曾于某一運(yùn)作狀態(tài)下運(yùn)作了某一時(shí)間長度。于本實(shí)施例中，第一用電 資料IOa包含記錄狀態(tài)Sl及第一記錄時(shí)間長度Tl，第一用電資料IOb包含記錄狀態(tài)S2及 第一記錄時(shí)間長度T2,第一用電資料IOc包含記錄狀態(tài)Sl及第一記錄時(shí)間長度T3,第一用 電資料IOd包含記錄狀態(tài)S2及第一記錄時(shí)間長度T4,且第一用電資料IOe包含記錄狀態(tài) S3及第一記錄時(shí)間長度T5。
[0033] 接著，處理單元13利用第一用電資料10a、10b、10c、10