[發明專利]一種穩態工況下的非侵入式電力負載識別優化算法

有效

• 申請號: 201811407291.0
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109521296B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 宋佶聰;余志斌;何金輝;瞿杏元
• 申請（專利權）人: 四川長虹電器股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 陳立志

本發明涉及電力負荷監測領域，公開了一種穩態工況下的非侵入式電力負載識別優化算法，用于解決目前侵入式電力負荷監測需要在各個負載前加裝傳感器，成本高、破壞原有線路的問題。本發明先調研實際使用環境中可能存在的電器種類以及各類電器的最大可能數量；再生成電器數量數組，并對數組中的電器生成隨機數量再分別建立單個用電設備的M域矩陣M1，根據多個電器同時運行的電流穩態數據建立電流復合波的M域矩陣M2；通過M1和M2建立帶約束的估計方程組；基于電器數量的編碼方法以及適應度函數，通過最優解迭代的獲得各電器穩態電流的權重系數的最優解，得出最優的電器數量數組，得到可能的各電器運行數量。本發明適用于非侵入式電力負載識別。

技術領域

本發明涉及電力負荷監測領域，特別涉及一種穩態工況下的非侵入式電力負載識別優化算法。

背景技術

能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎。就我國過去幾年實際用電情況而言，全國用電總量每年都呈現增長的形勢。并且，隨著我國經濟的發展和經濟結構的調整，居民用電占全社會用電量的比重逐漸增大并且有繼續增長的趨勢。電力負荷用電監測是開展節電這項系統工程的第一步，因為只有清楚電能是如何被利用與消耗的，才能找到有效的節電調控措施和更高效的用電方式。研究表明，若使用有效技術向電力用戶反饋負荷用電信息，即便不采取任何自動調控措施，用戶自愿的優化用電也能達到明顯的節能效果，從而節省居民用電量。因此，負荷用電監測是實現節電的基礎和關鍵，它能有效緩解能源危機的壓力，實現能源資源與生態環境的可持續發展和建設節約型社會，具有重要的現實意義。

傳統的侵入式電力負荷監測系統需要在各個負載前加裝傳感器，綜合成本高，施工非常復雜，對原有線路也造成破壞。而非侵入式電力負荷監測NILM系統僅需在住戶進戶線總開關處或者工業車間總線上安裝一個傳感器就能獲知每個/類電器的使用情況，并且成本低，施工方便，不對用戶造成用電干擾，有望發展成為新一代智能電表的核心技術，為電力用戶和整個社會帶來多方面的效益。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種穩態工況下的非侵入式電力負載識別優化算法，用于解決現有技術中侵入式電力負荷監測需要在各個負載前加裝傳感器，成本高、破壞原有線路的問題。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：一種穩態工況下的非侵入式電力負載識別優化算法，包括如下步驟：

步驟1：調研實際使用環境中可能存在的電器種類以及各類電器的最大可能數量；

步驟2：生成電器數量數組，并對數組中的電器生成隨機數量，各類電器生成的隨機數量不超過步驟1調研的最大可能數量；

步驟3：使每個設備單獨運行，對電器平穩運行時的電流數據進行采樣，得到穩態電流數據：樣本為單個電器的電流復合波的幅值數據；

步驟4：分別建立單個用電設備的M域矩陣M1[n][m]，其中n為用電設備個數，m為采樣周期內電流幅值的極高點與極低點的總個數；

步驟5：根據多個電器同時運行的電流穩態數據建立電流復合波的M域矩陣M2[n][m]；

步驟6：對所述M域矩陣M1[n][m]加權求和，并與所述M域矩陣M2[n][m]建立帶約束的估計方程組；

步驟7：基于所述帶約束的估計方程組，建立引入電器數量后的適應度函數；

步驟8：將步驟2生產的隨機數量帶入所述適應度函數中，求出隨機生成的多個電器數量數組的估計值Q'；

步驟9：計算估計值Q'與實際監測值Q的距離d；

步驟10：選擇d較小的電器數量數組作為局部最優解并放棄d較大的電器數量數組；