[發明專利]一種負荷分解中功率信號自適應濾波方法

有效

• 申請號: 201811055354.0
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN108918931B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 翟明岳
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: G01R11/00
• 分類號: G01R11/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種負荷分解中功率信號自適應濾波方法，能夠有效濾除功率信號中的脈沖噪聲。所述方法包括：采集功率信號序列，將其轉換為功率矩陣；根據轉換得到的功率矩陣，構建變換算子矩陣；構建測量矩陣；確定濾波權重，根據得到的變換算子矩陣、濾波權重和構建的測量矩陣，迭代更新功率矩陣，直至當前迭代次數等于功率信號序列的長度；將當前得到的功率矩陣進行轉換，生成濾除了噪聲的功率信號序列。本發明涉及電力領域。

技術領域

本發明涉及電力領域，特別是指一種負荷分解中功率信號自適應濾波方法。

背景技術

負荷分解(也可以稱為：能量分解)是將電表處讀取的功率值分解為單個負載所消耗的功率值，如圖1所示，其中，圖1中的數據為模擬數據，非實測數據。

隨著智能電網的發展，家庭用電負荷的分析變得越來越重要。通過用電負荷的分析，家庭用戶可以及時獲得每個電器的用電信息，以及電費的精細化清單；電力部門可以獲得更詳盡的用戶用電信息，并可以提高用電負荷預測的準確度，為電力部門提供統籌規劃的依據。同時，利用每個電器的用電信息，可獲知用戶的用電行為，這對于家庭能耗評估和節能策略的研究具有指導意義。

當前用電負荷分解主要分為侵入式負荷分解和非侵入式負荷分解兩種方法。非侵入式負荷分解方法不需要在負荷的內部用電設備上安裝監測設備，只需要根據用電負荷總信息即可獲得每個用電設備的負荷信息。非侵入式負荷分解方法具有投入少、方便使用等特點，因此，該方法適用于家庭負荷用電的分解。

非侵入式負荷分解算法中，電氣設備的開關事件檢測是其中最重要的環節，開關事件是指打開負載(電氣設備)電源開關或關閉電源開關的動作。常用的事件檢測以有功功率P的變化值△P作為事件檢測的判斷依據，方便且直觀。這是因為任何一個用電設備的運行狀態發生變化，其所消耗的功率值也必然發生改變，并且該改變也將會在所有電器所消耗的總功率中體現出來。這種方法除了需要設置功率變化值的合理閾值，還需要解決事件檢測方法在實際應用中存在的問題：某些電器啟動時刻的瞬時功率值會出現較大的尖峰(例如，馬達啟動電流遠大于額定電流)，會造成電器穩態功率變化值不準確，從而影響對開關事件的判斷，這種尖峰其實就是脈沖噪聲；而且不同家用電器的暫態過程或長或短(脈沖噪聲的持續時間和發生頻率相差較大)，因此功率變化值的確定變得較為困難；由于電能質量的變化(如電壓突降)有功功率會出現突變的情況，這樣很可能會出現誤判。圖2是采集/實測的功率信號(也可稱為功率數據序列)，可以看到功率信號中的脈沖噪聲分布情況，脈沖噪聲的瞬時功率很大，呈現出較為明顯的非平穩性和非高斯特性。在所示的功率序列中，真正的開關事件只有一個，而常用的事件檢測算法卻檢測出3個開關事件，可見脈沖噪聲對開關事件的正確檢測有較大的影響。

因此，開關事件檢測過程中，對功率信號進行脈沖噪聲濾除是很重要的一步，現有技術中，常用的脈沖噪聲消除方法是低通濾波器和中值濾波器，無法有效濾除功率信號中的脈沖噪聲。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種負荷分解中功率信號自適應濾波方法，以解決現有技術所存在的低通濾波器和中值濾波器無法有效濾除功率信號中的脈沖噪聲的問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種負荷分解中功率信號自適應濾波方法，包括：

采集功率信號序列，將其轉換為功率矩陣；

根據轉換得到的功率矩陣，構建變換算子矩陣；

構建測量矩陣；

確定濾波權重，根據得到的變換算子矩陣、濾波權重和構建的測量矩陣，迭代更新功率矩陣，直至當前迭代次數等于功率信號序列的長度；

將當前得到的功率矩陣進行轉換，生成濾除了噪聲的功率信號序列。

進一步地，所述采集功率信號序列，將其轉換為功率矩陣包括：