[發明專利]基于決策樹分類器的非侵入式空調啟動檢測方法

在審

• 申請號: 201711355579.3
• 申請日: 2017-12-16
• 公開（公告）號: CN108224681A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 蔣雯倩;李剛;謝雄威;曾博;楊舟;郭小璇;韋杏秋
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: F24F11/49
• 分類號: F24F11/49;F24F11/64;G06K9/62
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 戴燕桃;巢雄輝

本發明公開了一種基于決策樹分類器的非侵入式空調啟動檢測方法，涉及空調啟動檢測技術領域。所述基于決策樹分類器的非侵入式空調啟動檢測方法，實時采集用戶總進線端的實時電壓信號和電流信號，計算出用戶總進線端的穩態平均功率增量、啟動突變電流倍數和啟動過程持續時長，再采用決策樹分類器準確快速的辨識出非變頻空調啟動；本發明的檢測方法不需要進入居民家庭內部就可以直接、有效、迅速地辨識非變頻空調啟動的問題，具有簡單、經濟、易于推廣應用等優點，該辨識結果有助于了解用戶大功率非變頻空調電器的啟動運行特性以及能耗情況，有利于電網公司對空調電器的需求側管理工作，降低了管理難度。

技術領域

本發明屬于空調啟動檢測技術領域，尤其涉及一種基于決策樹分類器的非侵入式空調啟動檢測方法。

背景技術

隨著我國的經濟迅速發展和氣候變暖，一些中心城市城網的負荷水平和負荷構成發生了變化，尤其是空調、冰箱和冰柜負荷數量有了迅速的增長。受空調負荷影響，電網用電負荷迅速增長，峰谷差進一步拉大，空調負荷的急劇增長已經成為夏季電網負荷特性惡化和電力緊缺的重要原因。同時空調在工作時功率會有較大程度的波動，在夏季期間，巨大數量的空調工作時產生的波動會導致電網負荷的急劇變化，影響穩定性。非變頻空調由于電網頻率恒為50Hz的原因，壓縮機的轉速不變，要實現控溫，只能不斷地啟停壓縮機，造成很大的能量損耗。

空調負荷的主要部件是異步電動機，因此空調的負荷特性與異步電動機的特性非常相似。研究顯示，空調負荷的電壓與無功功率的關系特性表現為在額定電壓附近，空調負荷的無功功率隨電壓的升降而增減，在電壓明顯低于額定值時，電壓下降時無功功率反而上升。空調的這種特性對電網電壓穩定性的影響不容忽視。

《電力系統負荷建模》、《空調負荷對電壓穩定影響的研究》和《空調負荷運行特性研究及建模》等文獻對空調負荷運行特性進行了研究，介紹了空調不同運行狀態下的負荷模型，并指出了空調類負荷對電壓穩定有較大的影響，強調需重點注意空調類負荷比重較大的地區，且從防災減災的角度討論了空調的有關問題，《Transmission voltage delayedby stalled air conditioner compressors》和《空調類裝置密集地區高電壓節點負荷特性的集結》文獻中指出，在空調使用的高峰期，系統多重事故發生后電壓難以恢復，分析認為這種情況主要是由空調堵轉所致，且對空調壓縮機特性及其保護裝置進行研究，將其用于事故的模擬中。

綜合上述分析，目前的研究工作對于空調負荷的負荷模型和運行特性進行了系統的研究，分析得到空調類負荷對于電壓和系統穩定有著較大的影響。然而，目前的研究成果中未發現可以直接、迅速、高效辨別非變頻空調啟動的方法，對于大功率的非變頻空調的啟動運行特性及其耗能情況均無法進行判別，因而對于電網公司而言，增大了對于空調負荷的監測難度，進一步增大了負荷預測以及需求側管理工作的難度。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于決策樹分類器的非侵入式空調啟動檢測方法，該方法不需要進入居民家庭內部就可以直接、有效、迅速地辨識非變頻空調啟動的問題，有利于了解場景內部電力用戶非變頻空調電器的啟動運行特性和空調的耗能情況，同時有利于電網公司需求側管理工作的有效進行。

本發明是通過如下的技術方案來解決上述技術問題的：一種基于決策樹分類器的非侵入式空調啟動檢測方法，包括以下幾個步驟：

(1)采集用戶總進線端的電壓信號u和電流信號i，形成電壓的采樣序列和電流的采樣序列；

(2)掃描電壓的采樣序列和電流的采樣序列，計算穩態平均功率增量ΔP，若穩態平均功率增量ΔP>ε，ε為設定的穩態功率閾值，則判別可能為非變頻空調啟動，轉入步驟(3)；否則，判別不是非變頻空調啟動；

(3)計算啟動突變電流倍數k₁，若啟動突變電流倍數滿足k₁>1，則判別可能為非變頻空調啟動，轉入步驟(4)；否則，判別不是非變頻空調啟動；