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Tech
Notes
技術專文

結果與分析
圖十、倒傳遞類神經網路流程 圖十二、電器電流電壓波形

Ᏸಬႆแ ӱདႆแ 電力負載電紋特徵辨識技術研究經
歷多年來，在學術界一直有新方法
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導入來提昇辨識度以符合實際應用
需求。目前逐漸將此技術轉移為商
ᓎᐡ౱Ңᆪၰߒۗђ᠍অІߒۗ୒᠍অ ࢑ ᠟Τϑଌጜޠᆪၰђ᠍অІ୒᠍অ
業應用並慢慢導入市場及開發應用
需求。
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ᒰΤଌጜጓپІҭዀঅ ᇳৰְР਴࢑֐Ԟᔨ ᒰΤΚঐขၑጓپ
近年來地球氣候變化極端，科學研
究與地球溫室效應有著強烈關連
ॏᆘᆪၰޠ௱፤ᒰяঅ ॏᆘᆪၰޠ௱፤ᒰяঅ
性。因人類過度開發破壞環境、汙
ॏᆘᒰяቺᇅᗵᙡቺޠৰ຾໕ ॏᆘөቺ໣ޠђ᠍অІ୒᠍অঔҔ໕ ๖؂ 染環境、能源過度耗費等原因，提
倡節約能源及開發替代環保能源為
當務之急。而其中隨手能做的就是 圖十三、電器運轉狀態監測
節約能源。但是除了養成良好能源
圖十一、智慧與綠能管理控制系統架構
使用習慣外，如何知道耗電分佈情
形就成為採取進一步節能改善的重 ٽႬଠၰΚ
Home appliance Smarter meter
signature record s ckup 要依據，家庭因為用電負載種類繁
a
b
database
Broadband internet access _ 多，使用模式複雜，利用負載電紋 off on off on off on off on
Diagnosis forum
特徵辨識技術的反覆學習即可獲得
Smarter Meter Cloud Services Service and data center 相當準確資訊，目前所推出之智慧 ٽႬଠၰΡ
與綠能管理控制系統（如 圖十一） [8]
Internet 即是以智慧電錶搭配負載電紋特徵 off on off on off 1 off 2
辨識技術。
S Smarter meter ٽႬଠၰή
目前發展之系統可提供下述功能。

Enterprise Power consumption off on off 1 off 2 off 3
自動負載運轉監測
6am 9am 12pm 15pm
由於電器的開關與使用在不同時間 ٽႬଠၰѳ ґϸ᜹॓ၸ
Home appliance identiĮed
點上發生，每一個電器在切換狀
off on off 1 off 2 off ?
Smart home 態下消耗的交流電電流有效值，
Smart sensors gateway
交流電電流諧波，以及造成的有
效 功 率 (Active Power) 和 無 效 功
圖十四、用電負載分佈監測
Broadband internet access 率 (Reactive Power) 的變化特性不
Power line
Smart
controller/appliances Smarter meter/socket 同，透過具特徵辨識功能之智能電 pp
House 表或雲端的運算，可藉由比對在資
料庫中各種電器耗電的特徵值（如
圖十二）與耗電變化之間的差異性， Power consumption
自動判別出每一個電器的種類，甚
而電紋特徵辨識最常使用之輸入有穩態能量、有效及 N N 1
Q  Q    V I  sin    至於其品牌和型號，更進一步可
無效功率、電流 / 電壓諧波失真及啟動暫態能量…等。 n 1 n n 1 2 n n n n I  V
以分析出電器的狀態切換（如 圖 time
針對所有可能的排列組合列出，並將其特徵向量化及
單相啟動暫態能量計算公式： 十三）（例如電風扇從最高速切至
進行暫態程序模擬辨識。因加入了啟動暫態能量特徵，
 vk
V  k  vk    1 最低速）。
可改善負載辨識所需的計算時間且辨識率也提高。
I k     ik   1/ 2
ik
有效與無效功率量計算公式：
k 用電負載分佈監測
  k
V  V e j V , I  I e j I U  U   V k I

m m T 1,transient k 0 圖十四由總耗電中分解出每一個電
S  1 V I  1 V I e j  I    V   P  jQ 器的耗電情形。透過觀察與記錄各
2 2 m m 三相啟動暫態能量計算公式：
N N 1 個電器的耗電情形（如 圖十五），
P  P   n V I  0 0  V I n cos   n    V k
n 0 n 1 2 n n I U  T U 3,transient   a  k I k  a  V k I k b  b  V k I k c  c V 提供各房間、各辦公室的耗電分布

k 0 來知悉電器使用模式。
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