[發(fā)明專利]一種基于V-I軌跡的非侵入式負(fù)荷識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010406926.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN111766462B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金皓;謝岳;宋名揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種基于V?I軌跡的非侵入式負(fù)荷識(shí)別方法，所述方法包括：對(duì)采集到的入戶的電壓電流數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理；通過監(jiān)測(cè)入戶的有功功率變化來(lái)判斷有無(wú)負(fù)荷投切事件以及負(fù)荷運(yùn)行是否進(jìn)入穩(wěn)態(tài)；計(jì)算負(fù)荷的Z值；對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓電流數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)幺化并構(gòu)建V?I軌跡；對(duì)確定的計(jì)算單元求取平均軌跡作為該單元特征軌跡并獲取各計(jì)算單元的軌跡誤差累積和以及相應(yīng)的特征值；將待測(cè)的負(fù)荷特征序列與預(yù)設(shè)的負(fù)荷特征庫(kù)結(jié)合特征權(quán)重進(jìn)行相似度計(jì)算得出識(shí)別結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠提高提取的負(fù)荷特征信息的可靠性、能夠區(qū)分功率相近的負(fù)荷，進(jìn)而提高負(fù)荷識(shí)別的準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非侵入式負(fù)荷識(shí)別的方法，具體涉及一種基于V-I軌跡的非侵入式負(fù)荷識(shí)別方法。

背景技術(shù)

負(fù)荷識(shí)別方法主要分為侵入式和非侵入式負(fù)荷識(shí)別兩大類。侵入式負(fù)荷識(shí)別方法需要在各個(gè)用電設(shè)備 上安裝監(jiān)測(cè)裝置來(lái)記錄設(shè)備的操作情況，其負(fù)荷識(shí)別結(jié)果較為準(zhǔn)確，但成本高，不易大規(guī)模部署實(shí)施；非 侵入式負(fù)荷識(shí)別方法只需在入戶端安裝一個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，就可以通過負(fù)荷識(shí)別算法來(lái)監(jiān)測(cè)家居內(nèi)的負(fù)荷工作 情況，該方法成本低且實(shí)用性強(qiáng)，已成為未來(lái)負(fù)荷監(jiān)測(cè)方向的發(fā)展趨勢(shì)。

非侵入式負(fù)荷識(shí)別方法一般分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、事件檢測(cè)、特征提取和負(fù)荷識(shí)別五個(gè)步驟。負(fù) 荷特征提取是負(fù)荷識(shí)別的基礎(chǔ)，對(duì)各種負(fù)荷在不同運(yùn)行狀態(tài)下提取特征值，既可以減小負(fù)荷識(shí)別的計(jì)算量， 又可以提高負(fù)荷識(shí)別的準(zhǔn)確率。現(xiàn)有負(fù)荷特征可以分為暫態(tài)特征和穩(wěn)態(tài)特征兩大類，穩(wěn)態(tài)特征主要包括有 功功率、無(wú)功功率、V-I軌跡、電壓電流的基波分量及諧波分量等，暫態(tài)特征主要包括瞬時(shí)電流、瞬時(shí)功 率、電壓噪聲等。暫態(tài)特征容易受到噪聲的干擾不易提取，而穩(wěn)態(tài)特征的提取相對(duì)穩(wěn)定，抗干擾性較強(qiáng)。 本發(fā)明運(yùn)用的V-I軌跡特征根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)電壓和電流之間的關(guān)系來(lái)提取負(fù)荷特征，穩(wěn)態(tài)V-I軌跡特征體 現(xiàn)了負(fù)荷的多種電氣特性。

現(xiàn)有研究針對(duì)負(fù)荷V-I軌跡提取了軌跡封閉面積、軌跡對(duì)稱性、軌跡自交點(diǎn)個(gè)數(shù)等特征用來(lái)進(jìn)行負(fù)荷 識(shí)別，得到了較好的識(shí)別率。但在對(duì)于功率相近和運(yùn)行中V-I軌跡波動(dòng)較大的負(fù)荷不能做到精確識(shí)別，本 發(fā)明針對(duì)該問題提供了一種通過分析負(fù)荷在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中V-I軌跡的變化從而得到穩(wěn)定的V-I特征軌跡， 并通過特征提取技術(shù)進(jìn)行負(fù)荷識(shí)別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于V-I軌跡的非侵入式負(fù)荷識(shí)別方法，采用以下的技術(shù)方案：

一種基于V-I軌跡的非侵入式負(fù)荷識(shí)別方法,包括如下步驟：

S1:采集入戶端的電壓和電流數(shù)據(jù)，對(duì)獲得的電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

S2:根據(jù)預(yù)處理后的電壓和電流數(shù)據(jù)計(jì)算有功功率，通過對(duì)其有功功率監(jiān)測(cè)判斷負(fù)荷的投切(若無(wú)投切 事件發(fā)生則繼續(xù)執(zhí)行S2)；

S3:對(duì)負(fù)荷運(yùn)行是否進(jìn)入穩(wěn)態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)到負(fù)荷進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段后，保存負(fù)荷的穩(wěn)態(tài)電壓和電流數(shù)據(jù) 并計(jì)算Z值；

S4:將S3獲得的穩(wěn)態(tài)電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)幺化，然后以電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)構(gòu)建標(biāo)幺化的 V-I軌跡；

S5:將S4獲得的V-I軌跡以N個(gè)軌跡為一個(gè)計(jì)算單元，提取每個(gè)計(jì)算單元的平均軌跡作為該單元的特 征軌跡。將計(jì)算單元內(nèi)的各個(gè)V-I軌跡與該計(jì)算單元對(duì)應(yīng)的特征軌跡計(jì)算誤差作為計(jì)算單元的V-I軌跡誤 差累積和，對(duì)獲得的特征軌跡提取相應(yīng)的V-I軌跡特征值；

S6:根據(jù)預(yù)設(shè)的負(fù)荷特征庫(kù)求出每個(gè)負(fù)荷特征對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，結(jié)合求得的特征權(quán)重值將預(yù)設(shè)的負(fù)荷特征 庫(kù)與獲取的V-I軌跡特征匹配，通過最大隸屬原則得出識(shí)別結(jié)果。

進(jìn)一步的，上述S1中的電壓和電流數(shù)據(jù)為高頻采樣電壓數(shù)據(jù)及高頻采樣電流數(shù)據(jù)；

進(jìn)一步的，上述S2中判斷負(fù)荷投切事件的方法為：

(1)計(jì)算負(fù)荷在某一時(shí)刻相鄰周期的有功功率變化值；