[發明專利]一種基于混合頻譜特性的洗衣機非侵入式運行檢測方法

在審

• 申請號: 201711483931.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108267637A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 戚艷;王旭東;吳磊;于建成;李國棟;丁一;徐科;陳培育;劉博;劉浩
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網公司;天津求實智源科技有限公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R21/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本發明涉及一種基于混合頻譜特性的洗衣機非侵入式運行檢測方法，其技術特點在于：包括以下步驟：步驟1、對洗衣機總電源進線處的電壓和電流進行采樣，形成電壓采樣和電流采樣序列；步驟2、計算洗衣機總電源進線處的有功功率和無功功率；步驟3、選取有功功率序列P和無功功率序列Q的一組樣本量進行頻譜分析，得到有功功率序列P和無功功率序列Q的幅頻特性；步驟4、判斷是否有洗衣機啟動,如未啟動,則返回步驟3。本發明充分考慮了洗衣機工作時既有有功功率波動又有無功功率波動的特點，從而準確可靠識別洗衣機的運行狀態，增加了洗衣機非侵入式辨識的準確性和穩定性。

技術領域

本發明屬于智能用電技術領域，涉及洗衣機非侵入式檢測方法，尤其是一種基于混合頻譜特性的洗衣機非侵入式運行檢測方法。

背景技術

電力負荷監測與分解技術是一種新穎的智能電網用電監測技術。它能夠通過對用戶總的電壓電流信號進行監測與計算，分解得到居民用戶內部各種電器設備的工作狀態、運行時長以及能量消耗等具體化信息，從而進一步實現精確的能量管理。電力負荷監測與分解技術可以使用戶依據電力負荷監測與分解得到的精細化數據，更加清楚地了解掌握各個用電設備的運行狀態和耗電情況，調整和優化用電行為，合理安排用電設備的使用時間，最終實現減少電費的目的。相關數據表明，如果家庭用戶能及時了解住宅電器的詳細用電信息，就能使得每月電費開支下降5％～15％。對于工業用戶而言，其負荷“投切”安排一般是比較固定的，只需分時計量即可，對負荷分解的需求較少，本發明的主要研究對象是住宅用電負荷。

電力負荷監測與分解技術主要分為侵入式電力負荷監測與分解(Intrusive loadmonitoring and disaggregation,ILMD)和非侵入式電力負荷監測與分解(Non-Intrusiveload monitoring and disaggregation,NILMD)兩種。

侵入式電力負荷監測與分解需要在每個待監測的用電設備處安裝傳感器，并通過電話線、電力載波或無線通信等技術將單個用電設備的用電信息傳輸至數據處理中心。這種監測方式主要存在以下幾個缺點：1)傳感器的安裝、運行及維護需要投入大量的人力、物力和財力；2)系統結構越簡單可靠性就越高，傳感器等硬件設備的大量安裝和使用降低了監測系統的可靠性；3)傳感器“侵入”負荷的安裝方式給用戶的生活、生產帶來了諸多不便，甚至影響系統的安全運行。

非侵入式電力負荷監測與分解旨在提供一種高效的電力負荷監測方式，為電力公司和用戶提供用電設備的詳細用電信息。NILMD無須侵入總負荷內部在每個待監測的用電設備上安裝傳感器，僅需在電力總口處(居民小區電力總進口、住宅進線總開關處或工、商業負荷總線上)安裝監測設備，通過采集和分析電力總口處的電壓和電流來獲取總負荷內部每個/類用電設備的工作狀態和耗電功率等用電信息，從而了解每個/類用電設備的運行情況及用電規律。NILMD以分解算法代替工系統的傳感器網絡，具有簡單、經濟、可靠、數據完整和易于迅速推廣應用等優勢,有望發展成為高級量測體系中新一代核心技術,支持需求側管理、定制電力等智能用電的高級功能，也適用于臨時性的負荷用電細節監測與調查。

洗衣機是家庭中經常用到的電器，其工作原理是通過電動機的轉動帶動轉桶，使衣物、水和洗衣液“充分”接觸，完成洗滌、甩干等功能。家用洗衣機的穩態有功功率一般在200W～1000W之間，由于電動機屬于感性設備，因而消耗無功功率，無功功率在20Var～100Var。

綜上所述，NILMD技術已經成為研究熱點，對于節能減排、電力系統的規劃、運行、管理以及智能電網的建設實施均具有重要意義。目前，NILMD技術多停留在理論研究階段，對于多狀態電器設備尤其是洗衣機的分解辨識等關鍵技術研究都有待突破。

發明內容

本發明的目的在于提供一種設計合理、辨識結果準確、穩定且可靠性高的基于混合頻譜特性的洗衣機非侵入式運行檢測方法。

本發明解決其現實問題是采取以下技術方案實現的：