一种非介入式负荷辨识的事件检测方法及系统技术方案

本申请公开了一种非介入式负荷辨识的事件检测方法及系统。其中，该方法包括：基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，并获取所述有功功率波形的波动点以及所述波点的波动时间点集合；基于所述波动点的波动时间点集合，计算基态窗内的有功功率均值，并根据所述基态窗内的有功功率均值，确定检测窗内的有功功率累加值，当累加和大于判定阈值时，确定当前时间点为启动/停机暂态开启点；当暂态为负荷状态时，根据所述窗宽，计算检测窗与稳态窗内的差值累加和以及稳态窗方差，当所述差值累加和大于所述判定阈值，并且所述稳态窗方差小于预定参数与稳态窗内的有功功率稳态值的乘积时，确定当前时间点为启动/停机暂态结束点。机暂态结束点。机暂态结束点。

【技术实现步骤摘要】
一种非介入式负荷辨识的事件检测方法及系统


[0001]本申请涉及电力负荷用电监测特别是涉及一种非介入式负荷辨识的事件检测方法及系统。

技术介绍

[0002]工商业用户和居民用户的用电负荷相比，其用电设备种类繁多，且启动方式相差较大，稳态运行时波动较大，启动的暂态时间差异也比较明显，适用于居民用户的非介入式负荷辨识事件检测方案并不完全适用于工商业用户，容易出现漏判和误判现象。此外，居民负荷的启停阶段的暂态过程通常在5s以内，工商业负荷的暂态过程多在1min以上，需要准确判断设备开启和关闭状态中暂态开始和暂态结束四类状态。
[0003]现有工商业用户的负荷的事件检测方法，鲁棒性不强、不可以支撑长暂态过程、不能准确判断暂态开始与结束。

技术实现思路

[0004]本公开的实施例提供了一种非介入式负荷辨识的事件检测方法及系统，以至少解决现有技术中存在的现有工商业用户的负荷的事件检测方法，鲁棒性不强、不可以支撑长暂态过程、不能准确判断暂态开始与结束的技术问题。
[0005]根据本公开实施例的一个方面，提供了一种非介入式负荷辨识的事件检测方法，包括：基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，并获取所述有功功率波形的波动点以及所述波动点的波动时间点集合；基于所述波动点的波动时间点集合，确定波动时间点之间的时间差，去除最大波动点和最小波动点的干扰项，计算剩余波动点差值的波动点均值，并将所述波动点均值作为窗宽；当暂态为开始状态时，根据所述窗宽，计算基态窗内的有功功率均值，并根据所述基态窗内的有功功率均值，确定检测窗内的有功功率累加值，当累加和大于判定阈值时，确定当前时间点为启动/停机暂态开启点；当暂态为负荷状态时，根据所述窗宽，计算检测窗与稳态窗内的差值累加和以及稳态窗方差，当所述差值累加和大于所述判定阈值，并且所述稳态窗方差小于预定参数与稳态窗内的有功功率稳态值的乘积时，确定当前时间点为启动/停机暂态结束点。
[0006]根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种非介入式负荷辨识的事件检测系统，包括：获取波动点模块，用于基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，并获取所述有功功率波形的波动点以及所述波动点的波动时间点集合；确定窗宽模块，用于基于所述波动点的波动时间点集合，确定波动时间点之间的时间差，去除最大波动点和最小波动点的干扰项，计算剩余波动点差值的波动点均值，并将所述波动点均值作为窗宽；
判定开始状态模块，用于当暂态为开始状态时，根据所述窗宽，计算基态窗内的有功功率均值，并根据所述基态窗内的有功功率均值，确定检测窗内的有功功率累加值，当累加和大于判定阈值时，确定当前时间点为启动/停机暂态开启点；判定负荷暂态模块，用于当暂态为负荷状态时，根据所述窗宽，计算检测窗与稳态窗内的差值累加和以及稳态窗方差，当所述差值累加和大于所述判定阈值，并且所述稳态窗方差小于预定参数与稳态窗内的有功功率稳态值的乘积时，确定当前时间点为启动/停机暂态结束点。
[0007]在本专利技术中，通过新增稳态窗，首次提出开启暂态结束点和关闭暂态结束点的判断方法。在波动点的基础上进行状态判断，无需实时计算，资源占用率较低。改进偏移累加量判定方法，降低对于负荷高频波动情况下的误判率。
附图说明
[0008]此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：图1是根据本公开实施例所述的一种非介入式负荷辨识的事件检测方法的流程示意图；图2是根据本公开实施例所述的一种非介入式负荷辨识的事件检测系统的示意图。
具体实施方式
[0009]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0010]除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0011]根据本实施例的第一个方面，提供了一种非介入式负荷辨识的事件检测方法100。参考图1所示，该方法100包括：S102: 基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，并获取所述有功功率波形的波动点以及所述波动点的波动时间点集合；S104: 基于所述波动点的波动时间点集合，确定波动时间点之间的时间差，去除最大波动点和最小波动点的干扰项，计算剩余波动点差值的波动点均值，并将所述波动点均值作为窗宽；S106: 当暂态为开始状态时，根据所述窗宽，计算基态窗内的有功功率均值，并根据所述基态窗内的有功功率均值，确定检测窗内的有功功率累加值，当累加和大于判定阈值时，确定当前时间点为启动/停机暂态开启点；S108: 当暂态为负荷状态时，根据所述窗宽，计算检测窗与稳态窗内的差值累加
和以及稳态窗方差，当所述差值累加和大于所述判定阈值，并且所述稳态窗方差小于预定参数与稳态窗内的有功功率稳态值的乘积时，确定当前时间点为启动/停机暂态结束点。
[0012]具体地，本实施例首先基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，应用自适应抽样方法获取波形的波动点，设定基态窗、监测窗和稳态窗，比较基态窗和监测窗之间的差值，确认启动/停机暂态开始点，比较监测窗和稳态窗之间的差值，确认启动/停机暂态结束点。其中暂态开始点与暂态结束点成一一对应的关系，完成暂态开始点的判断后再进入暂态结束点的判断。
[0013]具体步骤如下：步骤1：基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，并应用自适应抽样方法获取有功功率波形的波动点；步骤2：基于波动点序列，计算波动时间点之间的时间差，去除最大最最小的干扰项，计算剩余差值的均值，并将其作为基态窗、监测窗和稳态窗的窗宽；步骤3：进入暂态开始状态的时间点判断流程，设定基态窗和检测窗，计算基态窗内的有功功率均值，改进CUSUM方法，计算检测窗与基态窗内的差值累加和，当累加和大于判定阈值时，当前时间点为启动/停机暂态开启点；步骤4：当判定出现负荷暂态开始时间点，进入暂态结束时间点判断流程，当完成暂态结束时间点判断后，才能进入下一次的负荷暂态开始时间点判断，设定检测窗和稳态窗，计算稳态窗内的有功功率均值和方差，计算检测窗与稳态窗内的差值累加和，当累加和稳态窗内有功功率方差均满足判定条件时，当前时间点为启动/停机暂态结束点。
[0014]进一步，所述步骤1包括以下的步骤：步骤1.1：计算实时的有功功率时序序列：（1）其中和为瞬时电压电流采样点值，为工频周波的采样点数，根据具体需求，可将参与计算有功功率的实时电压电流采样点数扩大至的整数倍；步骤1.2：对有功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非介入式负荷辨识的事件检测方法，其特征在于，包括：基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，并获取所述有功功率波形的波动点以及所述波点的波动时间点集合；基于所述波动点的波动时间点集合，确定波动时间点之间的时间差，去除最大波动点和最小波动点的干扰项，计算剩余波动点差值的波动点均值，并将所述波动点均值作为窗宽；当暂态为开始状态时，根据所述窗宽，计算基态窗内的有功功率均值，并根据所述基态窗内的有功功率均值，确定检测窗内的有功功率累加值，当累加和大于判定阈值时，确定当前时间点为启动/停机暂态开启点；当暂态为负荷状态时，根据所述窗宽，计算检测窗与稳态窗内的差值累加和以及稳态窗方差，当所述差值累加和大于所述判定阈值，并且所述稳态窗方差小于预定参数与稳态窗内的有功功率稳态值的乘积时，确定当前时间点为启动/停机暂态结束点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于实时采集的计量点电压电流波形计算实时的有功功率波形，并获取所述有功功率波形的波动点以及所述波点的波动时间点集合，包括：计算实时的有功功率时序序列：
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（1）其中和为瞬时电压电流采样点值，为工频周波的采样点数；对所述有功功率时序序列的有功功率波形进行中值滤波，设定滤波窗宽为q，保留波动上升沿与下降沿，根据所述上升沿与所述下降沿，消除噪声干扰；获取有功功率时序序列中的波动时间点集合，其中，n为波动时间点的序列号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述波动点的波动时间点集合，确定波动时间点之间的时间差，去除最大波动点和最小波动点的干扰项，计算剩余波动点差值的波动点均值，并将所述波动点均值作为窗宽，包括：基于所述波动点的波动点序列，确定波动时间点之间的时间差，并对所述时间差进行排序，得到差值集合排序，得到差值集合 （2）（3）其中，n为波动时间点的序列号；去除最大波动点和最小波动点的干扰项，计算剩余波动点差值的波动点均值，并将所述波动点均值作为基态窗、监测窗和稳态窗的窗宽：
（4）其中a为设定的判定阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当暂态为开始状态时，根据所述窗宽，计算基态窗内的有功功率均值，并根据所述基态窗内的有功功率均值，确定检测窗内的有功功率累加值，当累加和大于判定阈值时，确定当前时间点为启动/停机暂态开启点，包括：对于第一波动时间点，确定所述第一波动时间点的基态窗内的有功功率和所述第一波动时间点的检测窗内的有功功率为：
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（5）（6）其中，为所述第一波动时间点的基态窗内的有功功率，为基态窗以及检测窗的窗宽，为在所述第一波动时间点往前数窗宽的时间，为在所述第一波动时间点往前数窗宽再加1秒的时间，为在所述第一波动时间点往前数窗宽对应的有功功率，为与在所述第一波动时间点往前数窗宽再加1秒的时间对应的功率，为所述第一波动时间点的有功功率；为所述第一波动时间点的检测窗内的有功功率，为第一波动时间点加1秒的时间，为第一波动时间点加2秒的时间，为在所述第一波动时间点往后数窗宽的时间，为第一波动时间点加1秒的时间对应的有功功率，为为第一波动时间点加2秒的时间对应的有功功率，所述第一波动时间点往后数窗宽的时间对应的有功功率；根据所述第一波动时间点的基态窗内的有功功率，计算所述第一波动时间点的基态窗内的有功功率基准值：
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（7）
其中， 为基态窗内的有功功率基准值， P
k
为基态窗内k时间点的瞬时有功功率值；遍历所述检测窗内的有功功率值，基于CUSUM方法进行改进，计算累加所述检测窗内的有功功率值，确定检测窗内的有功功率累加值：
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（8） （9）其中，为检测窗内的有功功率累加值的初始值，为检测窗内的有功功率累加值；设定判定有功功率阈值h，当有功功率累加值满足以下条件时，确定所对应的时间点为启动/停机暂态开启点：（10）当检测窗内完成遍历，并且所述有功功率累加值未满足式（10）时，基态窗和检测窗移至离最近的波动点进行下一轮判定。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当暂态为负荷状态时，根据所述窗宽，计算检测窗与稳态窗内的差值累加和以及稳态窗方差，当所述差值累加和大于所述判定阈值，并且所述稳态窗方差小于预定参数与稳态窗内的有功功率稳态值的乘积时，确定当前时间点为启动/停机暂态结束点，包括：对于第二波动时间点，确定所述第二波动时间点的检测窗内的有功功率和所述第二波动时间点的稳态窗内的有功功率为：（11） （12）其中，为所述第二波动时间点的检测窗内的有功功率，为所述第二波动时间点的稳态窗内的有功功率；根据所述第二波动时间点的稳态窗内的有功功率，计算稳态窗内的有功功率稳态值和稳态窗内的方差：
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（13）
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（14）其中， 为稳态窗内的有功功率稳态值，为稳态窗内的方差；设定参数，向前遍历检测窗内的有功功率值，计算检测窗与稳态窗内的差值累加和：
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（15） （16）设定参数，当所述差值累加和和稳态窗内的方差S满足以下条件时， 确定所述差值累加和所对应的时间点为启动/停机暂态结束点：
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（17） （18）当检测窗内完成遍历，并且所述差值累加和和稳态窗方差S满足未满足式（17）...

【专利技术属性】
技术研发人员：易姝慧，刘俊杰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：