[發明專利]一種配電網負荷種類辨識裝置

在審

• 申請號: 201910501829.2
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110084719A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 程琳;陳財;李才芳;王蕾;徐華;徐鑫;胡煒;閆達;查燕;傅曉
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司培訓中心;安徽電氣工程職業技術學院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種配電網負荷種類辨識裝置，其特征在于，安裝在電力供給入口處，主要由采集電路(1)、濾波和檢測單元(2)、暫態事件判斷單元(3)、特征量聚類單元(4)、特征存儲單元(5)、特征匹配單元(6)和負荷種類辨識報告(7)構成；

首先采集典型配電網負荷的各種工作狀態暫態參量，接著再對采集所得到的負荷暫態段進行截取并分析，提取出所必要性的特征參數，存儲在特征存儲單元(5)中；然后將采集電路(1)所采集的負荷數據通過濾波和檢測單元(2)，暫態事件判斷單元(3)后進入特征量聚類單元(4)，進行特征量聚類；通過特征匹配單元(6)的特征匹配算法，辨識出配電網中相應的負荷種類，生成負荷種類辨識報告(7)，并上傳給區域控制中心。

2.如權利要求1所述的配電網負荷種類辨識裝置，其特征在于，采集電路(1)主要是采集電力供給入口處的無功功率，有功功率和電流信號；電力供給入口處的電流導線通過磁傳感陣列線圈；當配電網負荷種類發生變化時電流導線中電流大小改變，引起磁傳感陣列線圈產生交變磁場，從而在信號接收單元可以采集到變化的信號；通過電容耦合原理，非接觸的測量配電網中導線電壓變化；暫態參量通常考慮為瞬時電流，有功功率，無功功率；信號監視單元對變換信號進行監視，通過通信協議傳送個遠端監視器。

3.如權利要求2所述的配電網負荷種類辨識裝置，其特征在于，濾波和檢測單元(2)邊沿檢測程序檢測到暫態事件的發生，并將暫態部分提交給特征匹配程序部分；在濾波算法中根據信號特點可以采用自適應高斯濾波算法，濾除信號中的噪聲，避免在信號邊緣檢測時漏檢誤檢問題；信號邊緣檢測采用閾值暫態能量檢測算法，通過負荷波動所表現出典型物理特征來檢測負荷狀態；負荷暫態能量主要表征為：

U(m)＝[u(m)+u(m-1)]/2 (1)

I(m)＝[i(m)+i(m-1)]/2 (2)

其中，U(m)和I(m)分別是暫態電壓與暫態電流樣本m的平均值；u(m)和i(m)分別是電壓采樣值與電流采樣值，M是樣本總數，m＝1,2…,M；閾值邊沿檢測算法為：

其中負荷樣本數據為n，q_n為負荷平均值，突變發生前的負荷平均值，突變檢測點可以定義為：

當K＞ε,ε為符合事件突變閾值，可認定檢測到序列發生了突變邊緣。

4.如權利要求3所述的配電網負荷種類辨識裝置，其特征在于，暫態事件判斷單元(3)對檢測到序列發生了突變邊緣采用累積和算法判斷是否是暫態事件，算法步驟為：

(1)當設備端有負荷檢測請求時，統計量初始化，K初始值為0，并開始依次檢測用電設備負荷點，用電設備狀態處于穩態時，K是一個圍繞0附近波動的隨機變量；

(2)當用電設備狀態發生改變，即檢測序列發生突變時，若負荷增大，則統計量均值上升為那么這個正向，增加的偏差則會在K⁺中不斷累積增加，K⁺的數值不斷加大；若負荷減小，統計量就會發生反向偏移，偏移值也會不斷累加到K^-中去；則系統返還信息給用戶，檢測到突變點；

(3)當K＞0時記錄下點t₁，然后繼續記錄，直到K＝0此時記錄下點t₂；若在時間范圍[t₁,t₂]中所有的特征參數序列都滿足K≤ε則表示在[t₁,t₂]范圍內未發生暫態事件，并將t₁,t₂的值歸零；若存在[t₁,t₂]范圍內有K＞ε，則可認定檢測序列發生了突變，其中ε為負荷事件突變閾值；暫態事件發生時間為[t₁,t₂]，并將此段的特征量變化記錄進行存儲；當檢測到突變點后，統計量不為0的是K⁺則表示用電設備發生了增大負荷的變化，反之則發生了減少負荷的變化。

5.如權利要求4所述的配電網負荷種類辨識裝置，其特征在于，特征量聚類單元(4)采用K-means算法將采集單元(1)獲得負荷數據進行聚類，將負荷種類劃分為阻性負荷，容性負荷和感性負荷。