非侵入式负荷检测与分解方法、系统以及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及电力检测技术领域，具体涉及一种非侵入式负荷检测与分解方法，其通过负荷投切事件的判断、待识别负荷的单负荷电流信号的分离、负荷特征的提取和对比，实现待识别负荷的负荷类型的识别，提高了负荷类型识别效率和准确率。本发明专利技术还涉及一种应用所述非侵入式负荷检测与分解方法的非侵入式负荷检测与分解系统。本发明专利技术还涉及一种其存储有用于执行所述非侵入式负荷检测与分解方法的应用程序的存储介质。储介质。储介质。

【技术实现步骤摘要】
非侵入式负荷检测与分解方法、系统以及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力检测
，具体涉及一种非侵入式负荷检测与分解方法；还涉及一种应用所述非侵入式负荷检测与分解方法的非侵入式负荷检测与分解系统；还涉及一种存储介质，其存储有用于执行所述非侵入式负荷检测与分解方法的应用程序。

技术介绍

[0002]非侵入式负荷监测与分解(NILMD)的实质是负荷的分解，即将用户总负荷信息分解为各个独立的用电设备的信息，再进一步获取各用电设备能耗情况、用能质量与用户用电规律等独立的用电信息，这些用电信息具有很高的实际应用价值，能为社会公益、电网公司、用户等多方带来极大的效益。非侵入式负荷检测与分解(NILMD)，通常仅在用户入口处安装一个传感器(具体接线方式参考图1)，通过采集和分析用户(一个用户内的全部电气设备即可以作为一个负荷系统)的总端电流/电压来监测用户家中每个或每类电器的用电功率和工作状态(例如，空调具有制冷、制热、待机和停机四种不同的工作状态)，从而知晓用户家中每个或每类电器的耗电状态和用电规律。
[0003]依据现有技术可知，用电设备从开启到关停的一个完整工作过程是由若干个过渡区段(TS)和稳态区段(SS)交替出现而共同构成的；其中，过渡区段主要包括以下工作状态突变的过程，即启动、关停和功率非零的工作状态之间的切换，也称为负荷事件(LE)。在用电设备的过渡区段(TS)、稳态区段(SS)和整体的运行模式中都蕴含着一定的统计学规律—负荷印记(load s ignatures,简称LS，也即是能够可靠标志电气设备用电状态的负荷特征)，由电气设备的工作原理所决定(主要涉及电气设备的内部电路结构和工作规律两个方面，工作规律包括运行控制策略)；具体说来，负荷印记(LS)包含了负荷(电气设备)的运行特征，负荷印记(LS)分为稳态、暂态、运行模式三类，其中稳态与暂态两类负荷印记(LS)取决于设备内部的元器件特征，运行模式类负荷印记(LS)则由设备的运行控制策略决定。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种非侵入式负荷检测与分解方法，提高了负荷类型识别效率和准确率；还提供一种应用所述非侵入式负荷检测与分解方法的非侵入式负荷检测与分解系统，能快速和准确识别负荷所属的负荷类型；还提供一种存储介质，其存储有用于执行所述非侵入式负荷检测与分解方法的应用程序。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种非侵入式负荷检测与分解方法，在一个包括多个负荷的负荷系统中，假设满足以下条件：
[0007]条件1，任一负荷进入投切状态时，其他负荷均保持稳定运行状态或停止运行状态，不会出现两个或以上的负荷同时投切的情况；
[0008]条件2，任一负荷的投切状态结束后，则进入稳定运行状态或停止运行状态，在另一个负荷的投切状态开启之前，负荷系统的总端电流/电压信号为周期性的稳定信号；
[0009]所述非侵入式负荷检测与分解方法包括以下步骤：
[0010]步骤1，所述负荷系统中，任一负荷均处于稳定运行状态或停止运行状态时，实时采集负荷系统的总端电流信号；若所述负荷系统的总端电流强度的电流强度变化值，超过预设的电流强度变化阈值，则判断负荷投切事件发生，负荷投切事件是负荷系统中任一负荷经由投切状态进入稳定工作状态或停止通过状态的全过程，发生负荷投切事件的负荷称为待识别负荷；
[0011]步骤2，从所述总端电流信号中，分离出待识别负荷的单负荷电流信号；
[0012]步骤3，依据所述单负荷电流信号，提取待识别负荷的负荷特征，负荷特征包括暂态特征和/或稳态运行特征；
[0013]步骤4，依据所述负荷特征，判断待识别负荷所属的负荷类型。
[0014]优选的，所述投切状态是负荷的启动过程或关停过程，负荷经由启动过程进入稳定运行状态，或经由关停过程进入停止运行状态。
[0015]优选的，所述暂态特征是负荷处于投切状态的负荷特征，包括暂态持续时间、暂态峰值和峰峰值，稳态运行特征是负荷处于稳定运行状态的负荷特征，包括稳态功率、各次谐波的幅度和相位。
[0016]优选的，在步骤4中，将所述负荷特征与负荷特征数据库中的负荷特征数据进行对比，判断待识别负荷所属的负荷类型。
[0017]优选的，在步骤2中，还进行所述负荷投切事件的起点和终点的判断，判断方法包括以下步骤：
[0018]步骤a，对所述单负荷电流信号按一定频率采样；
[0019]步骤b，实时计算电流强度I
int ensity
以及电流强度变化值ΔI
int ensity
，
[0020][0021]ΔI
int ensity
＝I
int ensity
(j+1)
‑
I
int ensity
(j)
[0022]其中，N为一个采样周期内的采样点数，i(n)则是每个采样点的电流值，ΔI
int ensity
为相邻两个采样周期的电流强度变化值，j指第j个采样周期；
[0023]步骤c，若电流强度变化值ΔI
int ensity
＞δ，则判断负荷投切事件开始，即负荷投切事件的起点，则进入步骤d；若电流强度变化值ΔI
int ensity
≤δ，则返回步骤b；
[0024]步骤d，若ΔI
int ensity
＜γ&T≥λ，则判断负荷投切事件结束，即负荷投切事件的终点。
[0025]优选的，在步骤2中，通过以下分离方法，将单负荷电流信号从总端电流信号中分离：使发生负荷投切事件之后的总端电流信号与发生负荷投切事件之前的总端电流信号相减，得到待识别负荷的单负荷电流信号。
[0026]优选的，在步骤1中，还实时采集负荷系统的总端电压信号。
[0027]一种非侵入式负荷检测与分解系统，其采用所述的非侵入式负荷检测与分解方法。
[0028]优选的，所述系统包括计算机，计算机载有用于执行所述非侵入式负荷检测与分解方法的计算机程序。
[0029]一种存储介质，其存储有用于执行所述非侵入式负荷检测与分解方法的应用程序。
[0030]本专利技术的非侵入式负荷检测与分解方法，其步骤1
‑
3实现了对于单一负荷的负荷波形信号的分离，有利于提高负荷事件的检测准确率，更加准确的标定单负荷的投切状态的起点和终点，从而保证在不同的应用场景下，同一负荷的投切状态阶段波形信号和稳定运行阶段波形信号能有更好的一致性，而且提高了负荷类型识别的效率。
[0031]本专利技术的非侵入式负荷检测与分解系统，其应用所述非侵入式负荷检测与分解方法，能快速和准确的识别负荷所属的负荷类型。
[0032]本专利技术的存储介质，存储有用于执行所述非侵入式负荷检测与分解方法的应用程序。
附图说明
[0033]图1是本专利技术负荷系统的总端电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非侵入式负荷检测与分解方法，其特征在于，在一个包括多个负荷的负荷系统中，假设满足以下条件：条件1，任一负荷进入投切状态时，其他负荷均保持稳定运行状态或停止运行状态，不会出现两个或以上的负荷同时投切的情况；条件2，任一负荷的投切状态结束后，则进入稳定运行状态或停止运行状态，在另一个负荷的投切状态开启之前，负荷系统的总端电流/电压信号为周期性的稳定信号；所述非侵入式负荷检测与分解方法包括以下步骤：步骤1，所述负荷系统中，任一负荷均处于稳定运行状态或停止运行状态时，实时采集负荷系统的总端电流信号；若所述负荷系统的总端电流强度的电流强度变化值，超过预设的电流强度变化阈值，则判断负荷投切事件发生，负荷投切事件是负荷系统中任一负荷经由投切状态进入稳定工作状态或停止通过状态的全过程，发生负荷投切事件的负荷称为待识别负荷；步骤2，从所述总端电流信号中，分离出待识别负荷的单负荷电流信号；步骤3，依据所述单负荷电流信号，提取待识别负荷的负荷特征，负荷特征包括暂态特征和/或稳态运行特征；步骤4，依据所述负荷特征，判断待识别负荷所属的负荷类型。2.根据权利要求1所述的非侵入式负荷检测与分解方法，其特征在于：所述投切状态是负荷的启动过程或关停过程，负荷经由启动过程进入稳定运行状态，或经由关停过程进入停止运行状态。3.根据权利要求2所述的非侵入式负荷检测与分解方法，其特征在于：所述暂态特征是负荷处于投切状态的负荷特征，包括暂态持续时间、暂态峰值和峰峰值，稳态运行特征是负荷处于稳定运行状态的负荷特征，包括稳态功率、各次谐波的幅度和相位。4.根据权利要求1所述的非侵入式负荷检测与分解方法，其特征在于：在步骤4中，将所述负荷特征与负荷特征数据库中的负荷特征数据进行对比，判断待识别负荷所属的负荷类型。5.根据权利要求1所述的非侵入式负荷检测与分解方法，其特征在于，在步骤2中，还进行所述负荷投切事件的起点和终点的判断，判断方法包括以下步骤：步骤a，对所述单负荷电流信号按一定频率采样；步骤b...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇，吕恭祥，高华为，赵忠颖，张蓬，杨连海，李佳林，朱守真，
申请(专利权)人：北京智中能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：