[發(fā)明專利]一種基于非侵入式負荷分解的家電智能識別與監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN110018369B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 楊牧青;梁如鑫;董家璇;王巍
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種基于非侵入式負荷分解的家電智能識別與監(jiān)測方法：利用互感裝置分別采集不同家用電器不同工作狀態(tài)的電氣參數(shù)；根據(jù)每個家用電器不同工作狀態(tài)的電氣參數(shù)提取該家用電器不同工作狀態(tài)的波形特征、P?Q特征、瞬時功率特征、周波特征和諧波特征并建立負荷特征數(shù)據(jù)集；采集家用電器供電總線上的電氣參數(shù)；對得到的電氣參數(shù)小波分解，獲取單個家用電器的電氣參數(shù)；提取單個家用電器的電氣參數(shù)的波形特征、P?Q特征、瞬時功率特征、周波特征和諧波特征，并將其與負荷特征數(shù)據(jù)集中的特征參數(shù)進行匹配，得到對應的家用電器的工作狀態(tài)。本發(fā)明計算速度快，靈活度高，降低了總體和個體負荷的誤判率和漏檢率，并，減少了安裝與維修的人力與物力。

技術領域

本發(fā)明涉及一種家電智能識別與監(jiān)測方法。特別是涉及一種基于非侵入式負荷分解的家電智能識別與監(jiān)測方法。

背景技術

近幾年，基于量測傳感技術的用戶負荷監(jiān)測方法較于人工調(diào)查的方法具有明顯優(yōu)勢，被用戶廣泛關注。市面上的智能家居，大多是對于總負荷內(nèi)部每個用電器設備配備具有數(shù)字通信功能的傳感器，再經(jīng)過用戶的局域網(wǎng)進行采集，便能收集到用戶所需的各用電器的使用情況。然而其對于家用電器建設和維護的成本較高，且傳感器經(jīng)常會受到用戶活動的影響，損壞率較高，對線路網(wǎng)絡要求嚴格，在市場上推廣難度極大。

相比于需要在用電器配備通信傳感器，非侵入式負荷特征識別利用算法替代響應的傳感器，通過在電力系統(tǒng)總端安裝檢測裝置采集總端電氣參數(shù)，然后通過信號處理和分析的方法得到系統(tǒng)內(nèi)各類負荷、數(shù)量和工作狀態(tài)。Srinivasan等開發(fā)了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的非侵入式檢測方法，但該方法無法在不同電壓下對不同負荷進行分類研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種能夠利用數(shù)據(jù)總端所采集的數(shù)據(jù)，對用電器進行識別與監(jiān)測的基于非侵入式負荷分解的家電智能識別與監(jiān)測方法。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于非侵入式負荷分解的家電智能識別與監(jiān)測方法，包括如下步驟：

1)利用互感裝置分別采集不同家用電器不同工作狀態(tài)的電氣參數(shù)；

2)根據(jù)每個家用電器不同工作狀態(tài)的電氣參數(shù)提取該家用電器不同工作狀態(tài)的波形特征、 P-Q特征、瞬時功率特征、周波特征和諧波特征，并建立負荷特征數(shù)據(jù)集；

3)利用互感裝置采集家用電器供電總線上的電氣參數(shù)；

4)對步驟3)得到的電氣參數(shù)小波分解，獲取單個家用電器的電氣參數(shù)；

5)提取步驟4)得到的單個家用電器的電氣參數(shù)的波形特征、P-Q特征、瞬時功率特征、周波特征和諧波特征；

6)將單個家用電器的波形特征、P-Q特征、瞬時功率特征、周波特征和諧波特征與步驟 2)所述的負荷特征數(shù)據(jù)集中的特征參數(shù)進行匹配，得到對應的家用電器的工作狀態(tài)。

步驟1)所述的電氣參數(shù)包括有：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)和視在功率。

步驟2)所述的負荷特征數(shù)據(jù)集中，每一個家用電器對應一組所述的波形特征、P-Q特征、瞬時功率特征、周波特征和諧波特征。

步驟2)和步驟5)中的：

(1)波形特征的提取是采用如下公式獲得：

電流信號平均值：

電流信號均方根：

電流信號最大值：I_(MAX)ij＝max I_ij(t),t＝1,...,N

電流信號超調(diào)量：

其中，I_ij(t)為第i個設備中第j個狀態(tài)t時刻的電流信號；N為時間總長度；AVG為平均值簡稱；RMS為均方根簡稱；MAX為最大值簡稱。