特定用能场景的用能监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种特定用能场景的用能监测系统。本发明专利技术适用于智能电网领域。本发明专利技术要解决的技术问题是：提供一种特定用能场景的用能监测系统。本发明专利技术所采用的技术方案是：一种特定用能场景的用能监测系统，其特征在于，包括：若干用能监测装置，用于采集相对应用能设备的用能情况，并能控制相对应用能设备的通断电；频域特征向量采集装置，用于采集所述特定用能场景母线侧的电流；场景通讯节点，与所述用能监测装置和频域特征向量采集装置通讯连接，并能使用能监测装置和频域特征向量采集装置之间建立通讯连接；云平台，经所述场景通讯节点与所述用能监测装置和频域特征向量采集装置通讯连接。通讯连接。通讯连接。

【技术实现步骤摘要】
特定用能场景的用能监测系统


[0001]本专利技术涉及一种特定用能场景的用能监测系统。适用于智能电网领域。

技术介绍

[0002]对于学校、园区、公共建筑等特定用能场景，现有使用的装置的技术主要是实现了提供设备供电电源、及时断电、过载保护等简单功能，存在明显的局限性。例如，现有的装置无法结合用能现场的具体情况进行用能分析和识别，无法判断所接入设备是否为合法设备，无法进行准确的预判以避免非法实用而引起无序的碳排放。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种特定用能场景的用能监测系统。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：一种特定用能场景的用能监测系统，其特征在于，包括：
[0005]若干用能监测装置，与所述特定用能场景中的各用能设备一一对应设置，用于采集相对应用能设备的用能情况，并能控制相对应用能设备的通断电；
[0006]频域特征向量采集装置，用于采集所述特定用能场景母线侧的电流，基于母线侧电流构造相应的频域特征向量，并能基于频域特征向量判断新接入用能设备的合法性；
[0007]场景通讯节点，与所述用能监测装置和频域特征向量采集装置通讯连接，并能使用能监测装置和频域特征向量采集装置之间建立通讯连接；
[0008]云平台，经所述场景通讯节点与所述用能监测装置和频域特征向量采集装置通讯连接，能基于所述用能监测装置采集的用能情况进行该特定用能场景非线性负荷谐波预测。
[0009]所述用能监测装置包括：
[0010]装置主控板；
[0011]电源计量基板，与所述装置主控板电路连接，用于采集相应用能设备的用能情况；
[0012]装置通信板，与所述装置主控板电路连接，能与所述场景通讯节点建立通讯连接；
[0013]电动通断开关，与所述装置主控板电路连接，能控制相应用能设备通断电。
[0014]所述用能监测装置具有装置壳体和装于装置壳体上的装置上盖，装置壳体内装有所述装置主控板、电源计量基板、装置通信板和电动通断开关，装置上盖上设有能为用能设备供电的供电插座。
[0015]所述装置主控板上电路连接有远红外通讯模块。
[0016]所述频域特征向量采集装置包括：
[0017]采集单元，用于采集特定用能场景母线侧的电流I
h
(t)；
[0018]前置滤波器，用于对电流信号I
h
(t)进行限带滤波，得到I
h
(t)＇；
[0019]A/D转换器，用于将模拟信号I
h
(t)＇转化为数字信号I
h
(n)＇；
[0020]数据处理器，用于基于数字信号I
h
(n)＇构造频域特征向量，能基于频域特征向量判断新接入用能设备的合法性。
[0021]所述基于数字信号I
h
(n)＇构造频域特征向量，包括：
[0022]对数字信号Ih(n)＇进行FFT变换，得到频域信号I
h
(k)；
[0023]对频域信号I
h
(k)进行滤波处理，得到I
h
(k)＇；
[0024]基于频域信号I
h
(t)＇构造其频域特征向量X。
[0025]所述基于频域信号I
h
(k)＇构造其频域特征向量X，包括：
[0026]提取频域上的总谐波电流失真和谐波率衰减；
[0027]基于总谐波电流失真和谐波率衰减构造频域特征向量X。
[0028]所述基于频域特征向量判断新接入用能设备的合法性，包括：
[0029]将新接入用能设备后的频域特征向量与特征向量存储库中相应的参考特征向量进行相关性分析，基于相关性分析结果判断新接入用能设备的合法性；
[0030]所述参考特征向量为新接入用能设备后该特定用能场景中已接入用能设备位置相应合法用能设备接入时的频域特征向量。
[0031]所述特定用能场景中已接入用能设备位置基于所述用能监测装置采集的用能情况确定。
[0032]所述特征向量存储库中存储有该特定用能场景中各位置合法用能设备任意组合接入时对应的频域特征向量。
[0033]所述基于所述用能监测装置采集的用能情况进行该特定用能场景非线性负荷谐波预测，包括：
[0034]通过建立耦合导纳矩阵模型，结合用能监测装置采集的用能情况实现用能设备侧负荷数据的数学建模；
[0035]基于用能设备侧负荷数据的数学模型计算该特定用能场景中负荷的实时谐波功率；
[0036]将特定用能场景中负荷的实时谐波功率输入经训练的DTW
‑
LSTM深度网络，进行非线性负载谐波预测。
[0037]所述耦合导纳矩阵模型建立如下：
[0038][0039]其中，和是第i次谐波的电流和第j次电压相量值，Y
ij
表示第j次谐波电压对第i次谐波电流；i＝1,2,
…
H，j＝1,2,
…
H，最高谐波为H；
[0040]仅考虑Y矩阵的第一列元素，主对角线元素和相邻元素同一行主对角线元素，如下公式：
[0041][0042]其中，第一列元素是交互基波电压和各次谐波电流之间，和主要的对角线元素是之间的相互作用每个谐波电压和相同的谐波电流或两个相邻的谐波电流；非线性负载谐波耦合占主导地位组件模型：
[0043][0044]电流源代表之间的相互作用基波电压和h次谐波电流，使用测得的负载电压和电流，电流得到模型中的源和Y矩阵元素；
[0045]为了基本参数，通过采取负载电压和多次电流，可以得到以下结果：
[0046][0047]其中，t1,t2,
…
,t
m
为不同m组的电压电流数据。
[0048]模型中的三次谐波参数可以是，根据计算：
[0049][0050]h'(5≤h'≤(H
‑
2)次谐波的计算参数可通过：
[0051][0052]可以得到最高次谐波参数，通过特定的规划：
[0053][0054]第h次(1≤h≤H)谐波参数是通过使用最小二乘法：
[0055][0056]所述云平台获取各用能监测装置采集的用能情况，并基于用能情况计算相应用能设备的碳排放量，在碳排放量超过相应用能设备的碳排放监控阈值时通过用能监测装置为该相应用能设备断电或延时断电。
[0057]本专利技术的有益效果是：本专利技术基于新接入用能设备后采集的电流信号构造频域特征向量，并基于频域特征向量与相应参考特征向量的相关性分析，实现对新接入用能设备合法性的判断。
[0058]为了满足高精度和实时性的需求用于非线性负载谐波预测和分析接入设备特征量，通过一种非线性负载基于组合的谐波预测方法分布物联网和深度学习网络。在云平台侧的支持下基于非线性负载谐波的物联网预测，该方法使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特定用能场景的用能监测系统，其特征在于，包括：若干用能监测装置，与所述特定用能场景中的各用能设备一一对应设置，用于采集相对应用能设备的用能情况，并能控制相对应用能设备的通断电；频域特征向量采集装置，用于采集所述特定用能场景母线侧的电流，基于母线侧电流构造相应的频域特征向量，并能基于频域特征向量判断新接入用能设备的合法性；场景通讯节点，与所述用能监测装置和频域特征向量采集装置通讯连接，并能使用能监测装置和频域特征向量采集装置之间建立通讯连接；云平台，经所述场景通讯节点与所述用能监测装置和频域特征向量采集装置通讯连接，能基于所述用能监测装置采集的用能情况进行该特定用能场景非线性负荷谐波预测。2.根据权利要求1所述的特定用能场景的用能监测系统，其特征在于，所述用能监测装置包括：装置主控板；电源计量基板，与所述装置主控板电路连接，用于采集相应用能设备的用能情况；装置通信板，与所述装置主控板电路连接，能与所述场景通讯节点建立通讯连接；电动通断开关，与所述装置主控板电路连接，能控制相应用能设备通断电。3.根据权利要求1所述的特定用能场景的用能监测系统，其特征在于：所述用能监测装置具有装置壳体和装于装置壳体上的装置上盖，装置壳体内装有所述装置主控板、电源计量基板、装置通信板和电动通断开关，装置上盖上设有能为用能设备供电的供电插座。4.根据权利要求2或3所述的特定用能场景的用能监测系统，其特征在于：所述装置主控板上电路连接有远红外通讯模块。5.根据权利要求1所述的特定用能场景的用能监测系统，其特征在于，所述频域特征向量采集装置包括：采集单元，用于采集特定用能场景母线侧的电流I
h
(t)；前置滤波器，用于对电流信号I
h
(t)进行限带滤波，得到I
h
(t)＇；A/D转换器，用于将模拟信号I
h
(t)＇转化为数字信号I
h
(n)＇；数据处理器，用于基于数字信号I
h
(n)＇构造频域特征向量，能基于频域特征向量判断新接入用能设备的合法性。6.根据权利要求5所述的特定用能场景的用能监测系统，其特征在于，所述基于数字信号I
h
(n)＇构造频域特征向量，包括：对数字信号I
h
(n)＇进行FFT变换，得到频域信号I
h
(k)；对频域信号I
h
(k)进行滤波处理，得到I
h
(k)＇；基于频域信号I
h
(k)＇构造其频域特征向量X。7.根据权利要求6所述的特定用能场景的用能监测系统，其特征在于，所述基于频域信号I
h
(k)＇构造其频域特征向量X，包括：提取频域上的总谐波电流失真和谐波率衰减；基于总谐波电流失真和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张向程，叶帮武，
申请(专利权)人：杭州电瓦特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：