耗电预测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种耗电预测装置及方法；具体而言，本发明是关于一种基于电器 使用机率的耗电预测装置及方法。
【背景技术】
[0002] 电力俨然已成为现代生活最主要的能源。为了管理电力，许多预测用电量的技术 纷纷地被提出。然而，这些已知的用电量预测技术主要用于供电系统，以供地区电力系统作 为用电调度或是发电量的参考。
[0003] 事实上，对于终端用户而言，为了节电以降低电费，针对小范围(例如：单一工厂、 智慧建筑、智慧家庭等等）进行用电量的预测也是必要的。针对终端用户的用电量预测，已 知技术多半需要自用户搜集长时间（例如：一年）的用电资料，或是参考温湿度传感器所感 测到的资料做为预测参考。这些已知技术在预测用电量时，往往采用类神经网络、基因演算 法等技术。透过这些技术，不仅需要长时间训练过程，当预测对象的规模较小时，其预测成 效也不如用于大规模时精准。
[0004] 有鉴于此，本领域仍亟需一种能快速地建立出电器的用电模型并据以预测电器的 未来用电量的技术。
【发明内容】
[0005] 为解决已知技术的问题，本发明提供一种耗电预测装置及方法。
[0006] 本发明所提供的耗电预测装置包含一接口及一处理单元，且二者间电性连接。该 接口接收一电器的多笔用电资料，其中该电器具有多个运作状态，且这些用电资料具有一 时间顺序。各用电资料包含一记录状态及该记录状态所对应的一记录时间长度，且各该记 录状态为这些运作状态其中之一。该处理单元，电性连接至该接口，根据这些记录状态及这 些记录时间长度计算各该运作状态的一平均运转时间长度，且根据该时间顺序及这些用电 资料计算各该运作状态的至少一转移机率，其中各该转移机率为由一来源状态进入一目标 状态的机率，该来源状态为这些运作状态其中之一，该目标状态为这些运作状态其中之一， 且该来源状态及该目标状态不同。
[0007] 本发明所提供的耗电预测方法是由一电脑执行。该耗电预测方法包含下列步骤： (a)接收一电器的多笔用电资料，该电器具有多个运作状态，这些用电资料具有一时间顺 序，各用电资料包含一记录状态及该记录状态所对应的一记录时间长度，各该记录状态为 这些运作状态其中之一，（b)根据这些记录状态及这些记录时间长度计算各该运作状态的 一平均运转时间长度，以及（c)根据该时间顺序及这些用电资料计算各该运作状态的至少 一转移机率。各该转移机率为由一来源状态进入一目标状态的机率，该来源状态为这些运 作状态其中之一，该目标状态为这些运作状态其中之一，且该来源状态及该目标状态不同。
[0008] 本发明是利用自电器所搜集到的用电资料为电器建立用电模型。若后续再搜集 到其他的用电资料，则会利用这些后来搜集到的用电资料来更新用电模型。透过不断地更 新，用电模型便能确实地反映电器在不同运作状态下的平均运转时间长度以及不同运作状 态间的转移机率。在建立用电模型后，本发明便能据以预测电器之后的耗电量。简言之，本 发明依据电器的一电力特征资料，先判断电器于一目前时间点处于一目前状态(亦即，电器 所具有的运作状态其中之一)以及本次进入该目前状态后已经过的时间长度。之后，本发明 会计算电器在此目前状态的剩余停留时间，再利用此剩余停留时间及用电模型上的信息来 计算电器在目前时间点至目标时间点间的预测耗电量。因此，本发明不需要额外的环境资 料(例如：温度资料、湿度资料等等)，能在仅搜集到电器的少部分用电资料下，就能建立出 电器的用电模型，进而达到预测电器的未来用电量的效果。
【附图说明】
[0009] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明，其中：
[0010] 图IA描绘第一实施例的耗电预测装置的示意图；
[0011] 图IB描绘第一用电资料的示意图；
[0012] 图IC描绘电器的用电模型的示意图；
[0013] 图2A描绘第二实施例的耗电预测方法的主要流程图；以及
[0014] 图2B描绘步骤S23的细部流程图。
[0015] 图中元件标号说明：
[0016] 1 :耗电预测装置
[0017] 11:接口
[0018] 13 :处理单元
[0019] 15:智慧型电表
[0020] 17 :建筑
[0021] 19:电器
[0022] 10a、10b、10c、10d、IOe :第一用电资料
[0023] 12a、12b :第二用电资料
[0024] SI、S2、S3、START、END :运作状态
[0025] T1、T2、T3、T4、T5 :记录时间长度
[0026] ρ 〇1、ρ 12、ρ 21、ρ 23、ρ 31、ρ 34 :转移机率
[0027] S21 ~S27 :步骤
[0028] S231 ~S236 :步骤
【具体实施方式】
[0029] 以下将透过不同的实施例来解释本发明所提供的耗电预测装置及方法。然而，本 发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何环境、应用或方式方能实施。 因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以直接限制本发明。须说明者，以 下实施例及图式中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示。
[0030] 本发明的第一实施例为一耗电预测装置1，其示意图是描绘于图1Α。耗电预测装 置1包含一接口 11及一处理单元13,且二者彼此电性连接。接口 11可为任何能接收及传 送信号的接口，而处理单元13则可为本发明所属技术领域中具有通常知识者所知悉的各 种处理器、中央处理装置（central processing unit)、微处理器或其他计算装置中的任一 种。
[0031] 于本实施例中，接口 11电性连接至一智慧型电表15,且此智慧型电表15连接至一 建筑17中的一电器19。需说明者，于本发明的其他实施态样中，智慧型电表15可被一非侵 入式负载监控设备取代。建筑17中的电器19具有多个运作状态。举例而言，若电器19为 一电扇，则其所具有的状态可包含"强"、"中"、"弱"、"启动"及"关闭"。需说明的是，所属技 术领域中技术人员应可轻易地理解，不同的电器会具有不同的状态，且状态的数目亦会有 所不同。于本实施例中，电器19具有五个运作状态SI、S2、S3、START及END。
[0032] 接口 11透过智慧型电表15接收电器19的多笔第一用电资料10a、10b、10c、 IOcU……、10e。请一并参考图1B，其是描绘第一用电资料10a、10b、10c、IOcU……、10e的 不意图。第一用电资料l〇a、10b、10c、10d、......、10e具有一第一时间顺序。依该第一时间 顺序，第一用电资料IOa早于第一用电资料10b，第一用电资料IOb早于第一用电资料10c， 依此类推。各笔第一用电资料l〇a、10b、10c、IOcU……、IOe包含一第一记录状态及该第一 记录状态所对应的一第一记录时间长度，其中各该第一记录状态为电器19的五个运作状 态 S1、S2、S3、START 及 END 其中之一。简言之，第一用电资料 10a、10b、10c、10d、......UOe 的每一笔记录电器19曾于某一运作状态下运作了某一时间长度。于本实施例中，第一用电 资料IOa包含记录状态Sl及第一记录时间长度Tl，第一用电资料IOb包含记录状态S2及 第一记录时间长度T2,第一用电资料IOc包含记录状态Sl及第一记录时间长度T3,第一用 电资料IOd包含记录状态S2及第一记录时间长度T4,且第一用电资料IOe包含记录状态 S3及第一记录时间长度T5。
[0033] 接着，处理单元13利用第一用电资料10a、10b、10c、10