[發明專利]一種壓縮感知的用電能效監測方法

有效

• 申請號: 201410123311.7
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104950192B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 孫毅;許鵬;王琦;李子;陸俊;武昕;祁兵;龔鋼軍
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開用電能效監測技術領域中的一種壓縮感知的無線傳感器網絡用電能效監測方法。包括：通過集中器進行用電能效源數據采集；建立壓縮感知的用電能效監測數據聚合模型，集中器和能效監測主站分別進行數據的壓縮感知稀疏化操作和重構操作；能效監測主站根據壓縮感知的重構數據進行用電能效監測分析。本發明提出的壓縮感知的用電能效監測方法，可以有效減少網絡能效監控上行傳輸數據量，保證系統的穩定可靠運行。

技術領域

本發明涉及用電能效監測技術領域，尤其關注與用電信息采集共平臺的壓縮感知用電能效監測方法。

背景技術

用電能效監測是指通過分析用戶側用電趨勢和電網波動來確保電網穩定運行，提高電網效率，是對用戶供電可靠性、良好電能質量以及電網運行經濟有效性的有力保障。智能電網的建設要求通過自動需求響應實現電網智能化服務，同時滿足電力用戶多元化需求，并在此基礎上構建電網與客戶之間電力流、信息流、業務流實時互動的新型供用電關系。其中，基于智能電表的用電能效信息采集系統為智能電網信息化、自動化、互動化提供了實時數據來源和技術支撐。

智能用電的實時互動業務需求帶來了信息通信支撐平臺通信量成倍增長的問題，以用電能效信息采集系統為例，若每天采集96次（即每隔15分鐘周期性采集一次），則將因通信數據量驟增而加重通信網絡的負載。通信網絡負載增加將可能引起擁塞，當網絡擁塞不能及時進行控制時，將影響通信服務質量（QoS: Quality of Service）。

壓縮感知是一種有效的數據壓縮方法，可以突破系統在大量數據的處理、傳輸和存儲上的瓶頸。壓縮感知理論是一種全新的數學理論，在很多領域已得到廣泛應用，它能夠通過觀測少量數據，在終端運行重構算法，恢復數據，大量減少了在網絡中流通的數據量。

針對用電能效信息能效監測中數據量龐大的問題，本發明提出了一種基于壓縮感知的用電能效監測方法。該方法首先集中器進行用電能效數據采集；其次建立壓縮感知的用電能效數據聚合模型，集中器和能效監測主站分別進行數據的壓縮感知稀疏化操作和壓縮感知重構操作；最后能效監測主站根據壓縮感知重構數據進行能效監測分析。該方法通過對用電信息數據的類型劃分，對用電能效監測數據部分采用壓縮感知結構模型數據聚合，有效減少網絡能效監控上行傳輸數據量，保證系統的穩定可靠運行。

發明內容

本發明旨在提出一種基于壓縮感知的用電能效監測方法，其具體步驟如下。

步驟1：集中器用電能效源數據采集

通過電力集中器收集其覆蓋臺區電表終端的用戶用電能效數據作為用電能效監測數據數據源。

步驟2：壓縮感知的用電能效數據聚合結構建模

在集中器與能效監測主站間建立壓縮感知的用電能效數據聚合結構模型，集中器實現壓縮感知的數據稀疏化，能效監測主站實現壓縮感知的數據重構，集中器和能效監測主站間通過信息交換實現壓縮感知處理參數同步。

步驟3：集中器的壓縮感知數據稀疏化操作

在集中器與能效監測主站間建立壓縮感知的數據聚合實施架構，配置在公用配電變壓器臺區的集中器將用電能效信息數據進行壓縮感知理論數據壓縮，具體如下：集中器將信號表示為公共部分與特有部分的加和：。取同一集中器下的用戶采用相同FFT稀疏基，對共同成分和特有成分分別進行稀疏化，表示為下的向量組，，如下式。

通過隨機高斯矩陣測量系統完成實現從高（N）維空間到低（M）維空間的投影，如下式。

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