能源監(jiān)測怎樣利用人工智能變得高效和低成本

為什么單位或家庭的用電量不能像通信運(yùn)營費(fèi)一樣具體到每一項(xiàng)呢？

美國家庭用戶對于家電設(shè)備的能耗情況，比如說電量消耗，用戶只知道每月電費(fèi)總額，但具體到哪些電器設(shè)備消耗多少電量并沒有明顯的說明，在中國其實(shí)也是同樣的模式，家庭用戶預(yù)付費(fèi)之后，每月扣除電費(fèi)總額，具體到每項(xiàng)家電的月度用電量并不明晰。

日常生活中，大家對能源的關(guān)注并不多，在中國的家庭及商業(yè)單位，基本都沒有非常簡單易用的能源管理系統(tǒng)。與此同時(shí)，能源其實(shí)和環(huán)保息息相關(guān)，在社會強(qiáng)調(diào)環(huán)保的過程中，很多時(shí)候也忽視了能源的概念。

基于這樣的現(xiàn)狀和背景，要在國內(nèi)推進(jìn)能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以從這幾個(gè)方面著手：

首先是找準(zhǔn)行業(yè)和用戶群體。

第一個(gè)行業(yè)是售電公司，中國在2015年就開始了電力改革。傳統(tǒng)模式中，主要是國家電網(wǎng)和供電局供電，但以后，隨著國內(nèi)電力產(chǎn)業(yè)運(yùn)營模式的變革，可能會出現(xiàn)像美國那樣的售電公司這樣的中間角色。

國內(nèi)像廣東省，作為全國社會用電第一和國家第一批售電改革試點(diǎn)省份，廣東的售電市場一直都備受市場矚目。廣東省很多工業(yè)及商用建筑用電基本都是從售電公司購買。售電公司就像一個(gè)綜合的售電平臺，隨著售電公司的增多（美國有多家售電公司），他們之間的競爭點(diǎn)就會更多的聚焦于公司的增值服務(wù)。

什么是增值服務(wù)？前面提到的關(guān)于電器設(shè)備的用電量賬單分析便是一大增值服務(wù)，比如在企業(yè)單位，公司每月的空調(diào)用電量、照明用電量、電腦用電量等等這些分項(xiàng)數(shù)據(jù)，對于企業(yè)管理者而言還是比較有興趣了解的。售電公司通過對企業(yè)用戶提供能源管理這項(xiàng)增值服務(wù)，將會更多的獲得用戶的信賴感和依賴感。

其次是商業(yè)建筑領(lǐng)域，一般情況下，能源消耗幾乎占到公司運(yùn)營成本的30%，管理者雖然會比較關(guān)注能耗，但并不太清楚如何實(shí)現(xiàn)公司能耗的優(yōu)化，對于能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用需求比較直接。

另外一個(gè)就是家庭用戶，相對于美國而言，中國的家庭用電收費(fèi)相對較低，因此對于家庭用戶而言，用戶對于冰箱、電視、空調(diào)、烤箱等家電的每月用電量情況并不太關(guān)注，但如果將家庭能源管理系統(tǒng)接入到智能家居系統(tǒng)當(dāng)中，形成一個(gè)整體的場景解決方案，用戶的興趣度將會更濃厚。

這幾年，國內(nèi)智能家居雖然炒得相當(dāng)火熱，但仍然有一個(gè)明顯的痛點(diǎn)在于沒有一個(gè)統(tǒng)一的平臺入口，不論是智能音箱、路由器還是其他的智能硬件設(shè)備，不同設(shè)備之間仍難免存在信息孤島。但家庭能源管理系統(tǒng)，本身即可和不同的家電設(shè)備之間形成聯(lián)動，實(shí)時(shí)監(jiān)測不同家電的用電狀態(tài)，因此，基于這樣的系統(tǒng)架構(gòu)，可以再作進(jìn)一步開發(fā)，將能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)成智能家居系統(tǒng)的一個(gè)部分，乃至一個(gè)新興的平臺入口。

現(xiàn)階段傳統(tǒng)模式的設(shè)備用電監(jiān)測的痛點(diǎn)

對于一些工業(yè)及商業(yè)用戶而言，設(shè)備用電監(jiān)測其實(shí)并不是一個(gè)陌生的概念，在現(xiàn)有的工廠園區(qū)、建筑樓宇等場所基本都會配置設(shè)備綜合管理系統(tǒng)或是樓宇自動化系統(tǒng)，便于管理方實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。但這些系統(tǒng)更多是面向全廠區(qū)、園區(qū)和大樓眾多子設(shè)備的綜合管理，仍然無法兼顧到對于設(shè)備用電量的分項(xiàng)監(jiān)測。

像售電公司這樣能夠提供專項(xiàng)能源管理服務(wù)的，也會面臨硬件設(shè)計(jì)開發(fā)和安裝工程服務(wù)成本過高的困境，因此他們也在尋求低成本的解決方案。

那么，如何實(shí)現(xiàn)低成本、高靈活性的能源管理呢？

EIoT大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室首席技術(shù)官鮑鎮(zhèn)博士近期在一場人工智能技術(shù)峰會上介紹了他們實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)方案。

（中間盒子是EIOT大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室的硬件產(chǎn)品，左側(cè)是電源線，右側(cè)是一個(gè)傳感器，傳感器可以貼在電表箱里面，也可以接在室內(nèi)入戶的配電箱）

EIOT大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室針對能源管理應(yīng)用的產(chǎn)品主要包括硬件設(shè)備，用于采集高頻的能耗數(shù)據(jù)，另一個(gè)便是非侵入式的負(fù)荷監(jiān)測算法API服務(wù)。商業(yè)模式上，主要是將核心算法封裝成API和SDK，來為不同的用戶提供軟硬件相結(jié)合的服務(wù)。比如針對售電公司，可以提供非侵入式的負(fù)荷監(jiān)測算法API服務(wù)，幫助客戶完成終端產(chǎn)品，通過按量付費(fèi)的形式收取服務(wù)費(fèi)。

核心的產(chǎn)品一是硬件，二是算法。在業(yè)界做這一項(xiàng)技術(shù)的廠家不在少數(shù)，尤其在電力行業(yè)，但是EIOT非侵入式負(fù)荷監(jiān)測算法的特點(diǎn)在于，它們對標(biāo)簽的需求量比較少，因?yàn)樵摲桨钢饕玫氖菬o監(jiān)督深度學(xué)習(xí)的方法去進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集。

電力行業(yè)的算法訓(xùn)練，打標(biāo)簽的邏輯并不像圖像那么簡單。比如圖像訓(xùn)練，只要把圖像的文件名做一個(gè)映射關(guān)系即可，但在電力行業(yè)，它對每一段信號都有嚴(yán)格要求。EIOT大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部有一套非常嚴(yán)密的轉(zhuǎn)換算法，能把信號非常精準(zhǔn)的提取出來，所以它打標(biāo)簽的難度就降低了很多，減少了傳統(tǒng)算法中的打標(biāo)簽99%的工作量。同時(shí)設(shè)計(jì)了多尺度驗(yàn)證算法和機(jī)制，從時(shí)間、相似度、發(fā)生頻率等角度提升非侵入式負(fù)荷監(jiān)測算法的信心度。

EIOT大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室推出的非侵入式的負(fù)荷監(jiān)測軟硬件服務(wù)，主要是通過低成本、多種形式、插件式、數(shù)據(jù)可視化的方法為社區(qū)和家庭用戶解決精細(xì)化能源數(shù)據(jù)的采集、分析功能。

其技術(shù)原理是基于機(jī)器學(xué)習(xí)和電器機(jī)理知識，對單點(diǎn)（對應(yīng)到家庭電表和工業(yè)中的配電柜）能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分解和識別，進(jìn)而得到單點(diǎn)下級的每個(gè)電器的精細(xì)化實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以用于售電公司做負(fù)荷預(yù)測，電網(wǎng)公司做需求側(cè)響應(yīng)，智能家居公司用來提升家庭用戶的生活體驗(yàn)等等。

像智能家居場景中，接入能源管理系統(tǒng)后，可以通過該系統(tǒng)收集到冰箱、空調(diào)、電視、洗衣機(jī)等各種家電設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，一來可以提升家庭用戶的節(jié)能環(huán)保意識，二來通過這些數(shù)據(jù)的收集，還可以進(jìn)一步優(yōu)化智能家居系統(tǒng)的運(yùn)行，帶給家庭成員更好的生活體驗(yàn)。