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一种基于改进UNet架构的非侵入式负荷监测方法技术

技术编号:42106124 阅读:18 留言:0更新日期:2024-07-25 00:30
本发明专利技术公开一种基于改进UNet架构的非侵入式负荷监测方法,属于用电负荷监测技术领域;包括:采集目标建筑物内原始电力负荷数据,并进行预处理;构建UNet全卷积神经网络模型,并输入预处理后的数据,提取特征信息;构建BiLSTM模型,将提取的特征信息输入到BiLSTM模型,生成时序特征;将BiLSTM模型输出的时序特征输入到UNet全卷积神经网络模型的扩展路径中,通过跳跃连接机制融合低层和高层特征;融合后的特征在两个并行的任务路径中被进一步分析,分类任务用于预测电器的开/关状态,回归任务用于预测电器的功率值;输出包含电器状态的分类结果及功率消耗的回归预测,分解得到目标电器的功率消耗序列,对输出数据平滑处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于用电负荷监测,具体涉及一种基于改进unet架构的非侵入式负荷监测方法。


技术介绍

1、非侵入式负荷监测,是以总电表记录的功率、电压、电流等为特征,识别单个电器的运行状态,估计其功率消耗的一种新型用电负荷监测方式,其涉及电器负荷、工作状态、运行环境等。目前非入侵式的负荷监测计算方式主要是将负荷监测任务进行拆分,分成监测设备开关状态和监测用电器功率消耗两个子任务,依赖总功率与目标电器功率的映射关系来实现负荷的监测。上述常见的非侵入式负荷监测方法在实际的应用中仍存在以下不足:

2、由于电力负荷数据往往是时间序列数据,时段不同,用电负荷数据存在差异,传统的侵入式负荷监测方法未充分考虑电器负荷模型的时序特性;

3、缺乏对负荷数据高维复杂性和深度耦合性的深入挖掘,传统的分析模型不具备特征学习和上下文感知能力;

4、在多状态设备中低功率波形分解存在困难,需要模型能够同步化、高效化、精准化检测多个不同电器设备的电力使用情况,所用负荷监测模型无法协调解决多任务并行问题。


技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种基于改进UNet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于改进UNet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征在于,对原始电力负荷数据预处理的过程包括:脏数据处理、数据平衡处理和数据归一化处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进UNet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征在于,所述UNet全卷积神经网络模型包括:输入层、卷积层、池化层、全连接层、输出层、收缩路径和扩展路径;收缩路径通过交替使用卷积层和最大池化层,逐步提取并缩减输入数据的特征,捕获输入信号的广泛上下文信息;扩展路径通过上采样和卷积操作,逐步重构数据的...

【技术特征摘要】

1.一种基于改进unet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于改进unet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征在于,对原始电力负荷数据预处理的过程包括:脏数据处理、数据平衡处理和数据归一化处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进unet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征在于,所述unet全卷积神经网络模型包括:输入层、卷积层、池化层、全连接层、输出层、收缩路径和扩展路径;收缩路径通过交替使用卷积层和最大池化层,逐步提取并缩减输入数据的特征,捕获输入信号的广泛上下文信息;扩展路径通过上采样和卷积操作,逐步重构数据的空间维度,并融合收缩路径中提取的特征,保留丰富的上下文和细节信息;扩展路径的每一层都与收缩路径的对应层进行了跳跃连接,共享特征图相结合,保留重要上下文信息,恢复图像的空间细节;卷积层内嵌正则化机制,即批量归一策略和丢弃策略。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进unet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征在于,在所述unet全卷积神经网络模型中,特征图的尺寸变化函数表达式为:

5.根据权利要求1所述的一种基于改进unet架构的非侵入式负荷监测方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵剑锋刘东升董坤
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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