[發明專利]一種基于寬帶載波的居民用戶綜合能效管理方法

有效

• 申請號: 201811052231.1
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109345409B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張永杰;廖陽春;鄧舒遲
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;湖北華中電力科技開發有限責任公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種基于寬帶載波的居民用戶綜合能效管理方法，包括如下步驟：步驟一、基于寬帶載波技術實現用戶用電數據非侵入式高頻穩態采集；步驟二、采用改進模糊聚類的差量特征提取方法識別相應家用電器的負荷特征，實現電器數量和類型的識別；步驟三、采用模式識別與機器學習構建負荷特征庫：步驟四、應用多元線性回歸分析法實現家庭能源的綜合監控及分析：步驟五、展示監控分析數據以及能源管理建議方案。本發明建立一套完整的綜合用能管理方案，實現居民負荷數據的采集、傳輸、存儲及展示等功能，實現家庭能源的負荷分解及監控，指導用戶用能，最終實現家庭能源的綜合管理。

技術領域

本發明涉及電子信息技術領域，具體是一種基于寬帶載波的居民用戶綜合能效管理方法。

背景技術

隨著我國城鎮化推進和經濟結構調整，居民生活用電量占全社會用電量的比例越來越大，而且未來其占比將會更大；居民負荷作為電力負荷重要組成部分，且其電能的消耗比重還在逐漸增大，因此居民用電節能對推進整個社會的節能減排、緩解能源危機起著重要的作用。因此，建立可實現居民家庭用電可視化的智能用電系統成為一種迫切的需求。居民家庭用電可視化，被認為是喚醒個人節電意識的重要手段。所謂可視化用電，就是以日、周、月為單位顯示家庭甚至每個電器的用電消耗量，并同時顯示電價信息及與其他家庭的比較等，一旦超過節電目標，可利用短信、電子郵件等發送提示信息。這樣，當用戶可實時感覺到用電過多時，會自覺地采取各種節能措施。居民家庭的用電可視化是開展節能工作的基礎，它有助于用戶了解自身不同時段各電器設備電能的消耗情況，制定合理的節能計劃，有針對性的選購節能設備，檢驗節能效果，從而降低能源消耗，減少電費開支。

發明內容

本發明提供一種基于寬帶載波的居民用戶綜合能效管理方法，其在寬帶載波(HPLC)高頻穩態采集用電數據的基礎上，利用居民用戶負荷特性(Load Signature)來識別并細化每個電氣設備的操作信息和用電消耗量，研究居民用戶的負荷特征辨識方法，建立一套完整的綜合用能管理方案，實現居民負荷數據的采集、傳輸、存儲及展示等功能，實現家庭能源的負荷分解及監控，指導用戶用能，最終實現家庭能源的綜合管理。

一種基于寬帶載波的居民用戶綜合能效管理方法，包括如下步驟：

步驟一、基于寬帶載波技術實現用戶用電數據非侵入式高頻穩態采集：基于用電信息采集全覆蓋，通過寬帶載波通信技術，采集智能電表獲取居民用電負荷數據，所述民用電負荷數據包括電壓、電流、電量、諧波；

步驟二、采用改進模糊聚類的差量特征提取方法識別相應家用電器的負荷特征，實現電器數量和類型的識別；

步驟三、采用模式識別與機器學習構建負荷特征庫：在步驟二實現電器數量以及類型識別的基礎上，對各家用電器的各個負荷特征提取、模式分類進行模式識別與機器學習，建立適用于目前、又適應未來發展需求的各種電器的用電負荷特征庫；

步驟四、應用多元線性回歸分析法實現家庭能源的綜合監控及分析：在步驟三建立負荷特征庫，識別出相應電器的運行狀態及時長等用戶的用能行為的基礎上，應用多元線性回歸分析法，以各種家用電器的使用頻率、時長、時段、用水、用氣等重要因素為自變量，預測出因變量用戶綜合用能的變化，實現現家庭能源的綜合監控及分析；

步驟五、展示監控分析數據以及能源管理建議方案：對步驟三得出的用電行為歷史分析數據以及步驟四的綜合用能分析預測數據進行直觀展示，并提供合理化用能優化方案。

進一步的，所述步驟二具體為：

(1)根據非活性電流諧波特征提取方法計算出功率、非活性電流諧波的特征值，根據公式(2-1)進一步提取差量負荷特征數據集 X＝{F(t₁),F(t₂),,,,,,F(t_n)}：