【技术实现步骤摘要】
一种考虑时间分段的可扩展非侵入式负荷监测方法
[0001]本专利技术属于电力监测
,具体涉及一种考虑时间分段的可扩展非侵入式负荷监测方法。
技术介绍
[0002]为了实现电力市场的快速响应、计量公正准确、数据采集及时、收费方式多样以及服务便捷高效,构建智能电网与电力用户之间的电力流、信息流、业务流实时互动的新型供电关系,世界各国开始全力推进用电信息采集系统的建设。为了建设电力公司与用户之间的双向友好互动关系,只利用智能电表采集用户总的用电功率数据已经不够了,需要用户更详细的设备级数据。获得用户设备的用电信息,可以总结发现用户的用电规律,即能为客户提供更加精细化的服务,也能通过双向交互,告知用户其用电行为,引导用户调整用电行为。对于孤寡老人以及其他行动不便的人独居等特殊情况,也能够通过实时的设备级数据分析,得知其家中负荷运行情况,及时发现不安全的用电行为,保护这类群体。非侵入式负荷监测(No
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Intrusive Load Monitoring,NILM)方法是获取用户设备级数据的常用方法。相比于侵入式的获取各负荷数据信息,NILM的成本更低,不需要深入到用户家庭内部,对用户的隐私安全威胁小,具有明显的优势。
[0003]现有的非侵入式负荷监测算法可分为两类,一类不需要各种负荷的标记数据,采用无监督的方式对总线数据进行训练,这类方法虽然可扩展性较好,但是往往只针对居民家中某种特定负荷进行识别,且准确率较低;另一类需要利用已知的各负荷单独的数据来训练获取模型参数,而模型一旦训练完成将只能识 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑时间分段的可扩展非侵入式负荷监测方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、采集单一负荷运行的功率数据并进行数据处理;S2、基于处理后的数据,通过亲和力传播聚类算法对单一负荷功率数据聚类,获取负荷的状态数以及对应的功率模板;S3、对采集的功率数据按照时间分段,并统计每个时间段内负荷处于各种状态下运行的概率;S4、利用当前时刻的时间信息以及总功率,结合步骤S3获取的负荷在各时间段的运行概率,求解当前时刻各种负荷的功率;S5、当新增负荷后,单独采集新增负荷的功率数据,并按照步骤S1至S3统计新增负荷的模板与概率。2.根据权利要求1所述的一种考虑时间分段的可扩展非侵入式负荷监测方法,其特征在于,步骤S1中对采集的功率数据处理步骤包括:a.在训练阶段,利用单独的采集设备,获取用户各负荷一段时间的实际运行功率数据;b.将功率数据中小于开启阈值的部分剔除,只保留处于开启状态下的数据,再将这部分功率按照大小等分为五段;c.从五段数据中分别随机抽取α个样本作为后续聚类的样本,若某段的总样本数量小于等于五个,则认为这些样本为错误样本,删去;若某段的总样本数量大于五个、小于α个,则选择全部数据;若某段的总样本数量大于等于α个,则只取α个;其中,α的选取规则为,单独采集的负荷设备功率样本点数的1/100。3.根据权利要求1所述的一种考虑时间分段的可扩展非侵入式负荷监测方法,其特征在于,步骤S2中对数据的聚类包括如下步骤:利用有功功率和无功功率,组成二维平面的点,再由欧式距离计算相似度矩阵;利用亲和力聚类传播算法,获取各种负荷的聚类中心数和值;在确定聚类中心时,相似的聚类中心通过隶属关系消去,只保留具有显著差异的聚类中心;针对聚类结果计算各个点到簇中心的距离之和,再与相似度矩阵中的列和最小值比较,从而更改参考度值的大小;由聚类中心确定各负荷的有功功率与无功功率模板,将功率模板按照有功功率P和无功功率Q分别存储为两个矩阵,公式如下:其中,P表示有功功率模板矩阵,Q表示无功功率模板矩阵,p和q分别表示功率模板中的有功功率和无功功率,M表示负荷的种类数,N表示所有负荷中状态的最大数;将负荷m的状态表示为:其中表示负荷m的n状态属性,取值为0或1时,为1时表示负荷m处于状态n;S
m
表示负荷
m的状态,所以S
m
中取值为1的元素个数不多于一个;所有负荷的状态可以由状态矩阵表示为:4.根据权利要求1所述的一种考虑时间分段的可扩展非侵入式负荷监测方法,其特征在于,步骤S3中包括:将一天的24小时按照01:00
...
【专利技术属性】
技术研发人员:符玲,刘凯,熊思宇,杨金刚,蒿保龙,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:
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