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功率监视系统和用于监视功率监视系统的功率的方法.pdf

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功率 监视 系统 用于 方法
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摘要
申请专利号:

CN201610671151.9

申请日:

2016.08.15

公开号:

CN106483368A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 21/00申请日:20160815|||公开
IPC分类号: G01R21/00 主分类号: G01R21/00
申请人: LS 产电株式会社
发明人: 孙祥基
地址: 韩国京畿道安养市
优?#28909;ǎ?/td> 2015.09.02 KR 10-2015-0124505
专利代理机构: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 杨生平;任庆威
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610671151.9

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

一种功率监视系统包括?#21644;?#37096;功率供应源;可再生能源;配电板;第一功率测量装置;第二功率测量装置;第三功率测量装置;以及服务器。

权利要求书

1.一种功率监视系统,包括:
外部功率供应源,其被配置为生成和供应功率;
可再生能源,其被配置为生成和供应功率;
配电板,其被配置为将从所述外部功率供应源和所述可再生能源中的至少一个施加的
功率配送到负载;
第一功率测量装置,其连接到所述外部功率供应源的输出端子并?#20918;?#37197;置为感测从所
述外部功率供应源施加到所述配电板的第一功率量数据;
第二功率测量装置,其连接到所述配电板的输入端子并?#20918;?#37197;置为感测从所述配电板
施加到所述负载的第二功率量数据;
第三功率测量装置,其连接到所述可再生能源的输出端子并?#20918;?#37197;置为感测从所述可
再生能源施加到所述配电板的第三功率量数据;以及
服务器,其被配置为基于所述第一功率量数据和所述第三功率量数据中的至少一个和
所述第二功率量数据来监视功率,
其中,所述服务器收集所述第一功率量数据和所述第二功率量数据,基于所收集的功
率量数据来估计所述第三功率量数据,并且监视所述功率。
2.根据权利要求1所述的功率监视系统,其中,所述服务器收集所述第二功率量数据和
所述第三功率量数据,基于所收集的功率量数据来估计所述第一功率量数据,并且监视所
述功率。
3.根据权利要求1所述的功率监视系统,其中,所述服务器收集所述第一功率量数据、
所述第二功率量数据和所述第三功率量数据并?#19968;?#20110;所收集的功率量数据来监视所述功
率。
4.根据权利要求1所述的功率监视系统,其中,所述可再生能源是太阳能发电机。
5.根据权利要求1所述的功率监视系统,其中,所述第二功率量数据包括所述负载的功
率消耗模式,并且
其中,所述服务器使用所述负载的所述功率消耗模式来采集由所述负载消耗的功率
量。
6.根据权利要求5所述的功率监视系统,其中,所述服务器通过使用NILM(非侵入式负
载监视)算法分析所述第二功率量数据来采集由所述负载消耗的功率量。
7.根据权利要求1所述的功率监视系统,其中,所述服务器包括:
通信单元,其被配置为收集所述第一功率量数据、所述第二功率量数据和所述第三功
率量数据中的至少一个;
控制单元,其被配置为使用所收集的功率量数据来监视所述功率;
存储单元,其被配置为存储所述监视的结果;以及
输出单元,其被配置为输出所述监视的结果。
8.一种功率监视系统,包括:
外部功率供应源,其被配置为生成和供应功率;
配电板,其被配置为将从所述外部功率供应源施加的功率配送到负载;
可再生能源,其连接到所述配电板的输出端子并?#20918;?#37197;置为生成功率并通过所述配电
板将所生成的功率施加到所述负载;
第一功率测量装置,其连接到所述外部功率供应源的输出端子并?#20918;?#37197;置为感测第一
功率量数据,所述第一功率量数据包括从所述外部功率供应源施加的功率量和被配送到所
述负载的功率量中的至少一个;
第二功率测量装置,其连接到所述配电板的输入端子并?#20918;?#37197;置为感测第二功率量数
据,所述第二功率量数据包括从所述外部功率供应源施加的功率量和被配送到所述负载的
功率量中的至少一个;
第三功率测量装置,其连接到所述可再生能源的输出端子并?#20918;?#37197;置为感测从所述可
再生能源施加的第三功率量数据;以及
服务器,其被配置为基于所述第一功率量数据和所述第二功率量数据中的至少一个和
所述第三功率量数据来监视功率,
其中,所述服务器收集所述第一功率量数据和所述第三功率量数据,基于所收集的功
率量数据来估计所述第二功率量数据,并且监视所述功率。
9.根据权利要求8所述的功率监视系统,其中,所述服务器收集所述第二功率量数据和
所述第三功率量数据,基于所收集的功率量数据来估计所述第一功率量数据,并且监视所
述功率。
10.根据权利要求8所述的功率监视系统,其中,所述服务器收集所述第一功率量数据、
所述第二功率量数据和所述第三功率量数据并?#19968;?#20110;所收集的功率量数据来监视所述功
率。

说明书

功率监视系统和用于监视功率监视系统的功率的方法

技术领域

本发明涉及一种用于监视功率的系统和方法。

背景技术

随着数字和网络技术的进步、趋同和整合,具有各种功能的家用电器和信息电器
已经被开发并?#20197;?#23478;庭和办公室中广泛传播。然而,由于各功能的趋同和融合和对网络功
能的支持,这样的家用电器和信息电器在用户没有意识到其的同时消耗它们的待机功率,
不像根据来自用户的请求和用户的意图的功率消耗。

然而,用户可能感觉不到电能节约的必要性,因为他们不可能知道在特定时间段
期间他们自己的装置消耗了多少功率。

为?#31169;?#20915;这样的问题,已经提出了一种用于借助于测量在家庭和建筑物的单元中
消耗的功率的总量的测量装置结合针对每个电子设备的能量消耗监视功能来分析和监视
针对每个电子设备确定的指定时间段的功率消耗的量和形式的技术。

图1是示出传统负载功率监视系统的配置的框图。

参考图1,传统负载功率监视系统可以将要从外部功率供应源1供应到每个家庭3
的功率供应到通过在每个家庭3中安装的配电板2连接到电源插座的家用电器。具体地,配
电板3具有功率测量装置4,功率测量装置4用于检测功率消耗的状态和量以获知从外部功
率供应源1供应的功率如何被使用在家庭3中的家用电器中。

功率测量装置4能够使用关于家用电器的功率消耗量和模式的信息来通过远程服
务器进行个体监视。

存在如下最近增长的趋势:除了外部功率供应源1之外的功率产生源或能源用于
将功率供应到家庭3中的家用电器。诸如太阳能发电机的可再生能源可以表示除了外部功
率供应源1之外的功率产生源或能源。

然而,当可再生能源连接到传统负载功率监视系统以用于供应功率时,不可能感
测到从可再生能源额外地供应的功率量。因此,从用户立场,考虑从除了家庭3中的家用电
器之外的可再生能源额外引入的功率量,存在如下问题:不能够以集体方式监视家庭中的
功率的产生和消耗。

发明内容

本发明的方面在于提供一种功率监视系统和方法,其能够在除了现有外部功率供
应源之外的可再生能源被施加时集体地监视被供应到负载的功率的消耗的状态和可再生
能源的功率产生的状态。

根据本发明的一个方面,提供了一种功率监视系统,其包括?#21644;?#37096;功率供应源,其
被配置为生成和供应功率;可再生能源,其被配置为生成和供应功率;配电板,其被配置为
将从外部功率供应源和可再生能源中的至少一个施加的功率配送到负载;第一功率测量装
置,其连接到外部功率供应源的输出端子并?#20918;?#37197;置为感测从外部功率供应源施加到配电
板的第一功率量数据;第二功率测量装置,其连接到配电板的输入端子并?#20918;?#37197;置为感测
从配电板施加到负载的第二功率量数据;第三功率测量装置,其连接到可再生能源的输出
端子并?#20918;?#37197;置为感测从可再生能源施加到配电板的第三功率量数据;以及服务器,其被
配置为基于第一功率量数据和第三功率量数据中的至少一个和第二功率量数据来监视功
率。

根据本发明的另一方面,提供了一种功率监视系统,其包括:功率监视系统,包括:
外部功率供应源,其被配置为生成和供应功率;配电板,其被配置为将从外部功率供应源施
加的功率配送到负载;可再生能源,其连接到配电板的输出端子并?#20918;?#37197;置为生成功率并
通过配电板将所生成的功率施加到负载;第一功率测量装置,其连接到外部功率供应源的
输出端子并?#20918;?#37197;置为感测第一功率量数据,第一功率量数据包括从外部功率供应源施加
的功率量和被配送到负载的功率量中的至少一个;第二功率测量装置,其连接到配电板的
输入端子并?#20918;?#37197;置为感测第二功率量数据,第二功率量数据包括从外部功率供应源施加
的功率量和被配送到负载的功率量中的至少一个;第三功率测量装置,其连接到可再生能
源的输出端子并?#20918;?#37197;置为感测从可再生能源施加的第三功率量数据;以及服务器,其被
配置为基于第一功率量数据和第二功率量数据中的至少一个和第三功率量数据来监视功
率。

附图说明

图1是示出传统负载功率监视系统的配置的框图。

图2是示出根据本发明的一个实施例的负载功率监视系统的配置的框图。

图3到5是用于解?#36879;?#25454;本发明的一个实施例的负载功率监视系统的功率监视方
法的流程图。

图6是示出根据本发明的另一实施例的负载功率监视系统的配置的框图。

图7到图9是用于解?#36879;?#25454;本发明的一个实施例的负载功率监视系统的功率监视
方法的流程图。

图10是示出根据本发明的一个实施例的监视服务器的配置的框图。

图11是根据本发明的一个实施例的用于解释功率监视结果输出操作的流程图。

图12是示出了根据本发明的一个实施例的功率监视结果输出的示例的曲线图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图详细描述本发明的各实施例。应当理解,本发明不限于下面
的实施例,并且各实施例仅出于说明的目的而被提供。本发明的?#27573;?#24212;当仅仅由随附权利
要求和其等效方案限定。

图2是示出根据本发明的一个实施例的负载功率监视系统的配置的框图。

参考图2,根据本发明的一个实施例的负载功率监视系统包括监视服务器10、外部
功率供应源110、配电板120、电子设备130和太阳能发电机140。具体地,负载功率监视系统
可以被配置为包括功率测量装置151、152和153,其被安装在外部功率供应源110、配电板
120和太阳能发电机140的输出端子或输入端子处,用于监视和测量被引入到或输出到外部
功率供应源110、配电板120和太阳能发电机140中的功率量数据。

尽管在本发明的一个实施例中利用太阳能发电机示出可再生能源,但是本发明不
限于?#35828;?#26159;可以被应用到任何可再生能源,只要它们能够产生和供应功率。监视服务器10
能够采集功率量数据,包括从功率测量装置151、152和153测量的负载和功率源的功率消耗
和引入量或它们的功率消耗模式。另外,基于所采集的数据,监视服务器10能够监视系统的
总体供应功率、系统的总体功率消耗以及系统中的个体负载的功率消耗和操作状态。

图10是示出根据本发明的一个实施例的监视服务器10的配置的框图。

参考图10,根据本发明的实施例的监视服务器10可以被配置为包括通信单元11、
控制单元12、存储单元13和输出单元14。

通信单元11可以包括用于促进与功率测量装置151、152和153或外部装置的无线
或有线连接的一个或多个模块。

通信单元11可以被配置有无线互联网模块,其中使用了WLAN(无线LAN)(或Wi-
Fi)、Wibro(无线宽带)、Wimax(全球微波接入互操作性)、HSDPA(高速下行链路分组接入)
等。另外,通信单元11可以被配置有各种形式的LAN模块和有线通信模块,其中使用了蓝牙、
RFID(射频识别)、IrDA(红外数据协会)、UWB(超宽带)、Zigbee等。通信单元11能够从功率测
量装置151、152和153中的至少一个接收功率量数据。

本文使用的功率量数据可以包括功率引入量、功率消耗量、功率消耗模式和个体
负载的功率消耗模式。

控制单元12能够使用经由通信单元11从功率测量装置151、152和153接收到的功
率量数据来监视系统的功率。

具体地,控制单元12能够使用从功率测量装置151、152和153接收到的功率量数据
来采集功率引入量、功率消耗量和功率消耗模式中的至少一个。

另外,控制单元12能够从接收到的功率消耗数据提取个体负载的功率消耗模式并
且能够使用所提取的个体负载的功率消耗模式来采集个体负载的操作状态和功率消耗量。

同时,控制单元12能够使用NILM(非侵入式负载监视)算法来分析功率消耗模式。
具体地,在从功率测量装置接收到功率量数据之后,控制单元12能够通过使用NILM算法分
析接收到的功率量数据来采集功率引入量、功率消耗量、功率消耗模式、个体负载的操作状
态和个体负载的功率消耗量中的至少一个。本文使用的NILM算法是指能够通过使用在特定
点处测量的数据来测量连接到在其处供应功率的特定点的个体负载的功率消耗量的算法。

另外,控制单元12能够存储接收到的功率量数据、通过分析接收到的功率量数据
获得的结果和关于存储单元13中的对应的功率测量装置的信息或者通过输出单元14输出
它们。

存储单元13能够存储用于对功率使用的模式进行分析的算法,其由控制单元12运
行。存储单元13的示例可以包括以下中的至少一个:闪存、硬盘、多媒体微型卡、线存储器
(例如A SD存储器、XD存储器、等等)、RAM(随机访问存储器)、SRAM(静态RAM)、ROM(只读存储
器)、EEPROM(电可擦可编程ROM)、PROM(可编程ROM)、磁?#28304;?#20648;器、磁盘盒光盘。

输出单元14能够以各种形式的视频、音?#26723;?#36755;出对功率量数据的分析的结果。输
出单元14的示例可以包括显示器、扬声器等。

负载功率监视系统可以包括用户输入单元(未示出)。基于来自用户的通过用户输
入单元的输入,负载功率监视系统能够控制监视服务器10或输出功率引入量、功率消耗量、
功率消耗模式、个体负载的操作状态和个体负载的功率消耗量中的至少一个。

返回到图2,如上所述,根据本发明的实施例的负载功率监视系统可以包括外部功
率供应源110、配电板120、电子设备130和太阳能发电机140。在下面的描述中,将利用电子
设备来描述负载130。然而,负载130不限于?#35828;?#26159;可以是指任何设备,只要它们能够接收和
消耗功率。

外部功率供应源110是外部功率产生源,例如功率发电厂。从外部功率供应源110
引入的功率能够通过配电板120被供应到包括家用电子设备130的各种负载。

配电板120能够配送从外部功率供应源110或太阳能发电机140引入的功率使得功
率被施加到包括家用电子设备130的各种负载。

太阳能发电机140可以被配置为包括太阳能模块141和控制模块142。控制模块142
能够将进入到太阳能发电机140的太阳能模块141中的太阳能转换成AC功率,其之后被供应
到配电板120。尽管在本发明的实施例中利用太阳能发电机140?#35789;?#20986;可再生能源,但是可
再生能源不限于?#35828;?#26159;可以为产生诸如风能、水能、等等的各种可再生能源的任何功率发
电机。

功率测量装置151、152和153可以分别连接到外部功率供应源110的输出端子、配
电板120的输入端子和太阳能发电机140的输出端子。

连接到外部功率供应源110的输出端子的第一功率测量装置151可以被配置有能
够测量从外部功率供应源110供应的功率量的至少一个模块。

另外,当从外部功率供应源110引入的功率被供应到诸如家用电器130的多个负载
时,第一功率测量装置151可以被配置有能够测量多个负载的总体功率消耗量和总体功率
消耗模式的至少一个模块。

另外,第一功率测量装置151可以测量多个负载中的每个的功率消耗模式。多个负
载中的每个的功率消耗模式能够用于采集多个负载中的每个的功率消耗量和多个负载中
的每个的操作状态,其稍后通过使用NILM算法来分析。

当从外部功率供应源110和太阳能发电机140中的至少一个引入的功率被供应到
诸如家用电器130的多个负载,连接到配电板120的输入端子的第二功率测量装置152可以
被配置有能够测量多个负载的总体功率消耗量的至少一个模块。具体地,连接到配电板120
的输入端子的第二功率测量装置152能够感测第二功率量数据,其从配电板120被配送到家
用电子设备130。

另外,第二功率测量装置152可以测量多个负载中的每个的功率消耗模式。多个负
载中的每个的功率消耗模式能够被用于采集多个负载中的每个的功率消耗量、多个负载中
的每个的操作状态和多个负载中的每个的功率消耗模式,其稍后通过使用NILM算法来分
析。

另外,连接到太阳能发电机140的输出端子的第三功率消耗装置153可以被配置有
能够测量由太阳能发电机140产生的功率量的至少一个模块。

基于包括如以上所描述的包括功率测量装置的功率监视系统的配置,现在将参考
图3到图5详细描述根据一个实施例的用于监视负载功率的方法。在下面的描述中,将利用
有限顺序的数据收集来描述监视方法。然而,要理解可?#28304;用?#20010;功率测量装置收集数据而
?#36824;?#25968;据收集顺序。

图3到图5是用于解?#36879;?#25454;本发明的一个实施例的负载功率监视系统的功率监视
方法的流程图。

图3是用于解释用于在监视服务器10中使用由第一功率测量装置感测的第一功率
量数据和由第二功率测量装置感测的第二功率量数据来监视功率的方法的流程图。

参考图3,监视服务器10可以通过通信单元11从第一功率测量装置151和第二功率
测量装置152收集功率量数据(S310)。具体地,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到外部功率供应源
110的输出端子的第一功率测量装置151接收第一功率量数据。另外,监视服务器10可?#28304;?br />连接到配电板120的输入端子的第二功率测量装置152接收第二功率量数据。

在图2中示出第三功率测量装置153连接到太阳能发电机140的输出端子。然而,第
三功率测量装置153的第三功率量数据能够基于第一功率量数据和第二功率量数据来估
计。因此,功率能够在不使用第三功率量数据的情况下来监视。

监视服务器10的控制单元12可以分析通过通信单元11收集的第一功率测量装置
151的第一功率量数据(S320)。

在这种情况下,关于从外部功率供应源110施加的功率量的信息可以被包含在第
一功率量数据中。

另外,如果不存在从太阳能发电机140供应的电流,则第一功率量数据可以包含多
个电子设备130的总功率消耗量、多个电子设备130的总功率消耗模式以及个体电子设备的
功率消耗模式。

监视服务器10的控制单元12可以分析从第二功率测量装置152接收到的第二功率
量数据(S330)。

在这种情况下,第二功率量数据可以包含关于从外部功率供应源110和太阳能发
电机140中的至少一个施加到配电板120的功率量的信息。

另外,第二功率量数据可以包含多个电子设备130的总功率消耗量、多个电子设备
130的总功率消耗模式以及个体电子设备的功率消耗模式。

另外,基于由第一功率测量装置151感测到的第一功率量数据和由第二功率测量
装置152感测到的第二功率量数据,监视服务器10的控制单元12可以估计第三功率测量装
置153的功率量数据并监视该系统的功率(S340)。

监视服务器10的控制单元12能够基于由第一功率测量装置151感测到的第一功率
量数据和由第二功率测量装置152感测到的第二功率量数据来监视系统功率。

具体地,控制单元12能够使用由第一功率测量装置151感测到的第一功率量数据
来采集从外部功率供应源110施加的功率量。另外,控制单元12能够使用由第二功率测量装
置152感测到的第二功率量数据来采集多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备
消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中的至少一个。在这种情况下,可以使用NILM
算法。

控制单元12可以使用第一功率测量装置151的第一功率量数据和第二功率测量装
置152的第二功率量数据来估计第三功率测量装置153的第三功率量数据。具体地,控制单
元12能够基于在第一功率测量装置151的第一功率量数据与第二功率测量装置152的第二
功率量数据之间的差(-)来计算第三功率测量装置153的第三功率量数据。更具体地,控制
单元12能够在计算在从外部功率供应源110引入的功率量(第一功率量数据)与由电子设备
130消耗的功率量(第二功率量数据)之间的差(-)时计算由太阳能发电机140产生的功率量
(第三功率量数据)。

如上所述,控制单元12能够检查包含第一功率测量装置151和第二功率测量装置
152中的每个的引入的功率的量和消耗的功率的量的功率量数据并?#19968;?#20110;经检查的功率量
数据来估计包含针对诸如太阳能发电机140的可再生能源的所产生的功率的量的第三功率
量数据。

因此,控制单元12能够使用第一功率量数据、第二功率量数据和基于第一功率量
数据和第二功率量数据估计的第三功率量数据来监视系统的总体功率。

尽管在该实施例中示出在从第一功率测量装置151或第二功率测量装置152接收
到功率量数据之后,监视服务器10的控制单元12分析接收到的功率量数据来采集多个电子
设备130的总功率消耗量、由个体电子设备消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中
的至少一个,但是本发明不限于此。

例如,第一功率测量装置151或第二功率测量装置152可以使用感测到的功率量数
据来直接采集多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备消耗的功率量以及个体
电子设备的操作状态中的至少一个,并且可以将所采集的信息发送到监视服务器10。

控制单元12可以将基于第一功率量数据、第二功率量数据、第三功率量数据和功
率量数据获得的监视结果存储在存储单元13中(S350)。

图4是用于解释用于在监视服务器10中使用由第二功率测量装置感测的第二功率
量数据和由第三功率测量装置感测的第三功率量数据来监视功率的方法的流程图。

参考图4,监视服务器10可以通过通信单元11收集功率量数据(S410)。具体地,监
视服务器10可?#28304;?#36830;接到配电板120的输入端子的第二功率测量装置152接收第二功率量
数据。另外,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到太阳能发电机140的输出端子的第三功率测量装置
153接收第三功率量数据。

在图2中示出第一功率测量装置151连接到外部功率供应源110的输出端子。然而,
第一功率测量装置151的第一功率量数据能够基于第二功率量数据和第三功率量数据来估
计。因此,该功率能够在不使用第一功率量数据的情况下来监视。

监视服务器10的控制单元12可以分析通过通信单元11收集的第二功率测量装置
152的第二功率量数据(S420)。

在这种情况下,第二功率量数据可以包含关于从外部功率供应源110和太阳能发
电机140中的至少一个施加到配电板120的功率量的信息。

另外,第二功率量数据可以包含多个电子设备130的总功率消耗量、多个电子设备
130的总功率消耗模式以及个体电子设备的功率消耗模式。

监视服务器10的控制单元12可以分析通过通信单元11收集的第三功率测量装置
153的第三功率量数据(S430)。

在这种情况下,第三功率量数据可以包含由太阳能发电机140产生的功率量。

另外,基于由第二功率测量装置152感测到的第二功率量数据和由第三功率测量
装置153感测到的第三功率量数据,监视服务器10的控制单元12可以估计第一功率测量装
置151的功率量数据并监视该系统的总体功率(S440)。

监视服务器10的控制单元12能够基于由第二功率测量装置152感测到的第二功率
量数据和由第三功率测量装置153感测到的第三功率量数据来监视系统功率。

具体地,控制单元12能够使用由第二功率测量装置152感测到的第二功率量数据
来采集从外部功率供应源110和外部功率供应源140中的至少一个施加的功率量。另外,控
制单元12能够使用由第二功率测量装置152感测到的第二功率量数据来采集多个电子设备
130的总功率消耗量、由个体电子设备消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中的至
少一个。另外,控制单元12能够使用由第三功率测量装置153感测到的第三功率量数据来采
集由太阳能发电机140产生的功率量。在这种情况下,可以使用NILM算法。

另外,控制单元12可以使用第三功率测量装置153的第三功率量数据和第二功率
测量装置152的第二功率量数据来估计第一功率测量装置151的第一功率量数据。

具体地,控制单元12能够基于在第三功率测量装置153的第三功率量数据与第二
功率测量装置152的第二功率量数据之间的差(-)来估计第一功率测量装置151的第一功率
量数据。更具体地,控制单元12能够在计算在由电子设备130通过配电板120消耗的功率量
(第二功率量数据)与由太阳能发电机140产生的功率量(第三功率量数据)之间的差(-)时
计算从外部功率供应源110引入的功率量(第一功率量数据)。

因此,控制单元12能够使用第二功率量数据、第三功率量数据和基于第二功率量
数据和第三功率量数据估计的第一功率量数据来监视系统的总体功率。

尽管在该实施例中示出在从第二功率测量装置152或第三功率测量装置153接收
到功率量数据之后,监视服务器10的控制单元12分析接收到的功率量数据来采集多个电子
设备130的总功率消耗量、由个体电子设备消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中
的至少一个,但是本发明不限于此。

例如,第二功率测量装置152或第三功率测量装置153可以使用感测到的功率量数
据来直接采集多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备消耗的功率量以及个体
电子设备的操作状态中的至少一个,并且可以将所采集的信息发送到监视服务器10。

控制单元12可以将基于第一功率量数据、第二功率量数据、第三功率量数据和功
率量数据获得的监视结果存储在存储单元13中(S450)。

图5是用于解释用于在监视服务器10中使用由第一功率测量装置感测的第一功率
量数据、由第二功率测量装置感测的第二功率量数据和由第三功率测量装置感测的第三功
率量数据来监视功率的方法的流程图。

参考图5,监视服务器10可以通过通信单元11收集功率量数据(S510)。具体地,监
视服务器10可?#28304;?#36830;接到外部功率供应源110的输出端子的第一功率测量装置151接收第
一功率量数据。另外,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到配电板120的输入端子的第二功率测量装
置152接收第二功率量数据。另外,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到太阳能发电机140的输出端
子的第三功率测量装置153接收第三功率量数据。

监视服务器10的控制单元12可以分析第一功率测量装置151的第一功率量数据、
第二功率测量装置152的第二功率量数据和第三功率测量装置153的第三功率量数据,第一
功率量数据、第二功率量数据和第三功率量数据通过通信单元11收集(S520、S530和S540)。

用于分析第一功率测量装置151的第一功率量数据、第二功率测量装置152的第二
功率量数据和第三功率测量装置153的第三功率量数据的方法与图3和图4中示出的相同,
并且因?#23435;?#20102;简洁的目的将不在重复对其的解释。

监视服务器10的控制单元12可以基于由第一功率测量装置151感测到的第一功率
量数据、由第二功率测量装置152感测到的第二功率量数据和由第三功率测量装置153感测
到的第三功率量数据来监视系统的总体功率(S550)。

具体地,控制单元12能够使用由第一功率测量装置151感测到的第一功率量数据
来采集从外部功率供应源110施加的功率量。另外,控制单元12能够使用由第二功率测量装
置152感测到的第二功率量数据来采集多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备
消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中的至少一个。另外,控制单元12能够使用由
第三功率测量装置153感测到的第三功率量数据来采集从太阳能发电机140施加的功率量。
在这种情况下,可以使用NILM算法。

控制单元12可以将基于第一功率量数据、第二功率量数据、第三功率量数据和功
率量数据获得的监视结果存储在存储单元13中(S560)。

以这种方式,本发明的功率监视系统能够使用第一功率测量装置151、第二功率测
量装置152和第三功率测量装置153来检测从外部功率供应源110供应的功率量、从太阳能
发电机140供应的功率量、多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备消耗的功率
量以及个体电子设备的操作状态中的全部。因此,本发明的功率监视系统能够集体监视功
率的产生和消耗。

另外,在本发明中,即使第一功率测量装置151和第三功率测量装置153中的一个
不存在,由于能?#36824;?#35745;从外部功率供应源110供应的功率量或由可再生能源140产生的功率
量,所以能够执行针对功率的产生和消耗的集体监视而?#36824;?#31532;一功率测量装置151和第三
功率测量装置153中的一个的?#25910;?#25110;修复。

另外,本发明的功率监视系统能够使用第一功率测量装置151、第二功率测量装置
152和第三功率测量装置153中的全部从而以最小化的误差来监视系统。

图6是示出根据本发明的另一实施例的负载功率监视系统的配置的框图。

参考图6,根据本发明的另一实施例的负载功率监视系统包括监视服务器10、外部
功率供应源110、配电板120、电子设备130和太阳能发电机140。具体地,负载功率监视系统
可以被配置为包括功率测量装置161、162和163,其被安装在外部功率供应源110、配电板
120和太阳能发电机140的输出端子或输入端子处,用于监视和测量被引入到或输出到外部
功率供应源110、配电板120和太阳能发电机140中的功率量数据。

太阳能发电机140可以被配置为包括太阳能模块141和控制模块142。控制模块142
能够将进入到太阳能发电机140的太阳能模块141中的太阳能转换成AC功率。另外,太阳能
发电机140可以连接到配电板120的输出端子,使得AC功率能够通过配电板120被供应到电
子设备130。

配电板120能够配送从外部功率供应源110引入的功率使得功率被施加到包括家
用电子设备130的各种负载。另外,从外部功率供应源140供应的AC功率能够通过配电板120
被施加到包括电子设备130的各种负载。

功率测量装置161、162和163可以分别连接到外部功率供应源110的输出端子、配
电板120的输入端子和太阳能发电机140的输出端子。

连接到外部功率供应源110的输出端子的第一功率测量装置161可以被配置有能
够测量从外部功率供应源110供应的功率量的至少一个模块。

另外,当从外部功率供应源110引入的功率被供应到诸如家用电器130的多个负载
时,第一功率测量装置161可以被配置有能够测量多个负载的总体功率消耗量的至少一个
模块。

另外,第一功率测量装置161可以测量多个负载中的每个的功率消耗模式。多个负
载中的每个的功率消耗模式能够用于采集多个负载中的每个的功率消耗量和多个负载中
的每个的操作状态,其稍后通过使用NILM算法来分析。

当从外部功率供应源110引入的功率被供应到诸如家用电器130的多个负载时,连
接到配电板120的输入端子的第二功率测量装置162可以被配置有能够测量多个负载的总
体功率消耗量的至少一个模块。

另外,第二功率测量装置162可以测量多个负载中的每个的功率消耗模式。多个负
载中的每个的功率消耗模式能够用于通过使用NILM算法来采集多个负载中的每个的功率
消耗量、多个负载中的每个的操作状态和多个负载中的每个的功率消耗模式。

另外,连接到太阳能发电机140的输出端子的第三功率消耗装置153可以被配置有
能够测量由太阳能发电机140产生的功率量的至少一个模块。

基于包括如以上所描述的包括功率测量装置的功率监视系统的配置,现在将参考
图7到图9详细描述根据一个实施例的用于监视负载功率的方法。在下面的描述中,将利用
有限顺序的数据收集来描述监视方法。然而,要理解可?#28304;用?#20010;功率测量装置收集数据而
?#36824;?#25968;据收集顺序。

图7到图9是用于解?#36879;?#25454;本发明的一个实施例的负载功率监视系统的功率监视
方法的流程图。

图7是用于解释用于在监视服务器10中使用由第二功率测量装置感测的第二功率
量数据和由第三功率测量装置感测的第三功率量数据来监视功率的方法的流程图。

参考图7,监视服务器10可以通过通信单元11收集功率量数据(S710)。具体地,监
视服务器10可?#28304;?#36830;接到外部功率供应源110的输出端子的第一功率测量装置161接收第
一功率量数据。另外,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到太阳能发电机140的输出端子的第三功率
测量装置163接收第三功率量数据。

在图6中示出第一功率测量装置161连接到外部功率供应源110的输出端子。然而,
第一功率测量装置161的第一功率量数据能够基于第二功率量数据和第三功率量数据来估
计。因此,该功率能够在不使用第一功率量数据的情况下来监视。

监视服务器10的控制单元12可以分析通过通信单元11收集的第二功率测量装置
162的第二功率量数据(S720)。

在这种情况下,第二功率量数据可以包含关于从外部功率供应源110供应到配电
板120的功率量的信息。

另外,第二功率量数据可以包含多个电子设备130的总功率消耗量、多个电子设备
130的总功率消耗模式以及个体电子设备的功率消耗模式。

监视服务器10的控制单元12可以分析通过通信单元11收集的第三功率测量装置
163的第三功率量数据(S730)。

在这种情况下,第三功率量数据可以包含由太阳能发电机140产生并被施加到电
子设备130的功率量。

另外,基于由第二功率测量装置162感测到的第二功率量数据和由第三功率测量
装置163感测到的第三功率量数据,监视服务器10的控制单元12可以估计第一功率测量装
置161的功率量数据并监视该系统的总体功率(S740)。

监视服务器10的控制单元12能够基于由第二功率测量装置162感测到的第二功率
量数据和由第三功率测量装置163感测到的第三功率量数据来监视系统功率。

具体地,控制单元12能够使用由第二功率测量装置162感测到的第二功率量数据
来采集从外部功率供应源110施加的功率量。另外,控制单元12能够使用由第二功率测量装
置162感测到的第二功率量数据来采集多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备
消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中的至少一个。在这种情况下,可以使用NILM
算法。

另外,控制单元12可以使用第三功率测量装置163的第三功率量数据来采集关于
由太阳能发电机140产生的功率量的信息。

另外,控制单元12可以使用第三功率测量装置163的第三功率量数据和第二功率
测量装置162的第二功率量数据来估计第一功率测量装置161的第一功率量数据。更具体
地,控制单元12能够在计算在被包含在第二功率量数据中的由电子设备130消耗的功率量
与被包含在第三功率量数据中的由太阳能发电机140产生的功率量之间的差时估计从外部
功率供应源110引入的功率量即第一功率量数据。

因此,控制单元12能够使用第二功率量数据、第三功率量数据和基于第二功率量
数据和第三功率量数据估计的第一功率量数据来监视系统的总体功率。

控制单元12可以将基于第一功率量数据、第二功率量数据、第三功率量数据和功
率量数据获得的监视结果存储在存储单元13中(S750)。

图8是用于解释用于在监视服务器10中使用由第一功率测量装置感测的第一功率
量数据和由第三功率测量装置感测的第三功率量数据来监视功率的方法的流程图。

参考图8,监视服务器10可以通过通信单元11收集功率量数据(S810)。具体地,监
视服务器10可?#28304;?#36830;接到外部功率供应源110的输出端子的第一功率测量装置161接收第
一功率量数据。另外,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到太阳能发电机140的输出端子的第三功率
测量装置163接收第三功率量数据。

在图6中示出第二功率测量装置162连接到配电板120的输入端子。然而,第二功率
测量装置162的第二功率量数据能够基于第一功率量数据和第三功率量数据来估计。因此,
该功率能够在不使用第二功率量数据的情况下来监视。

监视服务器10的控制单元12可以分析通过通信单元11收集的第一功率测量装置
152的第一功率量数据(S820)。

在这种情况下,第一功率量数据可以包含关于从外部功率供应源110施加的功率
量的信息。

另外,第一功率量数据可以包含多个电子设备130的总功率消耗量、多个电子设备
130的总功率消耗模式以及个体电子设备的功率消耗模式。

监视服务器10的控制单元12可以分析从第三功率测量装置163接收到的第三功率
量数据(S830)。

在这种情况下,第三功率量数据可以包含由太阳能发电机140产生的功率量。

另外,基于由第一功率测量装置161感测到的第一功率量数据和由第三功率测量
装置163感测到的第三功率量数据,监视服务器10的控制单元12可以估计第二功率测量装
置162的功率量数据并监视系统功率(S840)。

监视服务器10的控制单元12能够基于由第一功率测量装置161感测到的第一功率
量数据和由第三功率测量装置163感测到的第三功率量数据来监视系统功率。

具体地,控制单元12能够使用由第一功率测量装置161感测到的第一功率量数据
来采集从外部功率供应源110施加的功率量。另外,控制单元12能够使用由第一功率测量装
置161感测到的第一功率量数据来采集多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备
消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中的至少一个。另外,控制单元12能够使用由
第三功率测量装置163感测到的第三功率量数据来采集由太阳能发电机140产生的功率量。
在这种情况下,可以使用NILM算法。

另外,控制单元12可以使用第一功率测量装置161的第一功率量数据和第三功率
测量装置163的第三功率量数据来估计第二功率测量装置162的第二功率量数据。更具体
地,控制单元12能够在计算在从外部功率供应源110引入的功率量(第一功率量数据)和由
太阳能发电机140产生的功率量(第三功率量数据)之和时计算从配电板120配送到电子设
备130的功率量。

因此,控制单元12能够使用第一功率量数据、第三功率量数据和基于第一功率量
数据和第三功率量数据估计的第二功率量数据来监视系统的总体功率。

控制单元12可以将基于第一功率量数据、第二功率量数据、第三功率量数据和功
率量数据获得的监视结果存储在存储单元13中(S850)。

图9是用于解释用于在监视服务器10中使用由第一功率测量装置感测的第一功率
量数据、由第二功率测量装置感测的第二功率量数据和由第三功率测量装置感测的第三功
率量数据来监视功率的方法的流程图。

参考图9,监视服务器10可以通过通信单元11收集功率量数据(S910)。具体地,监
视服务器10可?#28304;?#36830;接到外部功率供应源110的输出端子的第一功率测量装置161接收第
一功率量数据。另外,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到配电板120的输入端子的第二功率测量装
置162接收第二功率量数据。另外,监视服务器10可?#28304;?#36830;接到太阳能发电机140的输出端
子的第三功率测量装置163接收第三功率量数据。

监视服务器10的控制单元12可以分析第一功率测量装置161的第一功率量数据、
第二功率测量装置162的第二功率量数据和第三功率测量装置163的第三功率量数据,第一
功率量数据、第二功率量数据和第三功率量数据通过通信单元11收集(S920、S930和S940)。

用于分析第一功率测量装置161的第一功率量数据、第二功率测量装置162的第二
功率量数据和第三功率测量装置163的第三功率量数据的方法与图7和图8中示出的相同,
并且因?#23435;?#20102;简洁的目的将不在重复对其的解释。

监视服务器10的控制单元12可以基于由第一功率测量装置161感测到的第一功率
量数据、由第二功率测量装置162感测到的第二功率量数据和由第三功率测量装置163感测
到的第三功率量数据来监视系统的总体功率(S950)。

具体地,控制单元12能够使用由第一功率测量装置161感测到的第一功率量数据
来采集从外部功率供应源110施加的功率量。另外,控制单元12能够使用由第二功率测量装
置162感测到的第二功率量数据来采集多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备
消耗的功率量以及个体电子设备的操作状态中的至少一个。另外,控制单元12能够使用由
第三功率测量装置163感测到的第三功率量数据来采集从太阳能发电机140施加的功率量。
在这种情况下,可以使用NILM算法。

控制单元12可以将基于第一功率量数据、第二功率量数据、第三功率量数据和功
率量数据获得的监视结果存储在存储单元13中(S960)。

以这种方式,本发明的功率监视系统能够使用第一功率测量装置161、第二功率测
量装置162和第三功率测量装置163来检测从外部功率供应源110供应的功率量、从太阳能
发电机140供应的功率量、多个电子设备130的总功率消耗量、由个体电子设备消耗的功率
量以及个体电子设备的操作状态中的全部。因此,本发明的功率监视系统能够集体监视功
率的产生和消耗。

另外,在本发明中,即使第一功率测量装置161和第二功率测量装置162中的一个
不存在,由于能?#36824;?#35745;从外部功率供应源110供应的功率量或由可再生能源140产生的功率
量,所以能够执行针对功率的产生和消耗的集体监视而?#36824;?#31532;一功率测量装置161和第二
功率测量装置162中的一个的?#25910;?#25110;修复。

另外,本发明的功率监视系统能够使用第一功率测量装置161、第二功率测量装置
162和第三功率测量装置163中的全部从而以最小化的误差来监视系统。

图11是用于解?#36879;?#25454;本发明的一个实施例的功率监视结果输出操作的流程图。图
12是示出了用于解?#36879;?#25454;本发明的一个实施例输出的功率监视结果的示例的曲线图。

下面将参考图11和图12详细描述根据本发明的一个实施例的用于输出在监视服
务器10的存储单元13中存储的功率监视结果的操作。

参考图11和图12,监视服务器10的控制单元12可以检测根据本发明的以上实施例
的被测量、被采集和被存储在存储单元13中的监视结果的输出请求信号(S1110)。输出请求
信号可以通过用户输入单元(未示出)输入或者可以通过有线或无线从远程终端等接收。

监视服务器10的控制单元12可以读取在存储单元13中存储的监视结果(S1120)并
且可以以诸如曲线图、数值、文?#38236;?#30340;各种形式显示功率量数据(S1130),如图12所示。图12
示出关于电子设备和可再生能源的功率消耗或充电的量的信息。在图12中,″A″到″C″表示
家用电器130的功率量的一个示例,并且″D″表示可再生能源140的一个示例。能够从图12看
到,因为感测到针对NILM分析需要的功率量数据,所以针对家用电器的功率量的时间段是
短的。

尽管已经在本发明的以上实施例中顺序地描述了用于测量或估计外部功率供应
源110、配电板120、电子设备130和太阳能发电机140中的功率量数据的操作,但是用于测量
或估计功率量数据的操作的顺序不被具体限制而是可以以不同的形式来改变。

利用根据本发明的以上实施例的功率监视系统和方法,当除了外部功率供应源之
外的可再生能源被应用时,能够集体地监视被供应到负载的功率的消耗的状态和可再生能
源的功率产生的状态。

尽管已经描述了某些实施例,但是这些实施例已经仅仅通过举例的方式来呈现并
?#20063;?#26088;在限制本公开内容的?#27573;А?#23454;际上,本文描述的新颖的方法和装置可以以各种其他
形式?#35789;?#29616;;另外,可以在不?#29273;?#26412;公开内容的精神的情况下进行实施例的形式的各种删
减、替代和改变。随附权利要求和其等效方案旨在涵盖如将落入本公开内容的?#27573;?#21644;精神
内的这样的形式或修改。

关于本文
本文标题:功率监视系统和用于监视功率监视系统的功率的方法.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-5994887.html
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