[發(fā)明專利]一種用于家用電器錄波方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010907129.6
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112240961A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 程含渺;楊世海;陳銘明;方凱杰;黃藝璇;劉恬暢;李志新;黃奇峰;夏國芳
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司營銷服務中心;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍;張紅蓮

一種用于家用電器的錄波方法，包括以下步驟：步驟1在供電插排單元串聯(lián)一個取電插頭及其附屬線纜，供電插排單元通過取電插頭及其附屬線纜與電網(wǎng)連接；步驟2：在供電插排單元并聯(lián)電壓取樣單元，通過電壓取樣單元將家用電器的工作電壓轉換為模/數(shù)轉換單元可處理的模擬信號；步驟3：在供電插排單元串聯(lián)電流取樣單元，通過電流取樣單元將家用電器的工作電流轉換為模/數(shù)轉換單元可處理的模擬信號；步驟4：通過模/數(shù)轉換單元采集電壓取樣單元和電流取樣單元輸出的模擬信號，并將采集的模擬信號轉換為數(shù)字信號；步驟5：控制單元讀取數(shù)字信號，并上傳至上位機進行存儲。本發(fā)明可方便地在多場景下對家用電器進行錄波，為非侵入式負荷辨識研究提供數(shù)據(jù)樣本。

技術領域

本發(fā)明屬于測量與儀器領域，涉及一種用于家用電器錄波方法及裝置。

背景技術

非侵入式負荷監(jiān)測(NILM,Non-intrusive LoadMonitoring)是居民用電負荷監(jiān)測的重要方法之一，由美國MIT大學Hart教授提出，近來受到廣泛關注。在國內(nèi)，天津大學最早開始該項技術研究，武漢大學、東南大學、華北電力大學、四川大學等高校也陸續(xù)開始投入研究力量。NILM技術通過采集家庭入戶端口的電壓、電流信號，計算得到有功、無功、諧波、畸變等電氣參數(shù)，再根據(jù)家用電器的運行特征，應用匹配算法對電器類別進行在線識別，實現(xiàn)對電器的啟停時間、運行功率的實時監(jiān)測，從而獲取主要家用電器的耗能水平、使用規(guī)律等信息。與傳統(tǒng)入戶式負荷監(jiān)測方法相比，NILM不需要入戶安裝分路傳感器，對電力用戶沒有影響，實現(xiàn)的可行性較高。

在NILM技術研究領域，面臨的關鍵問題是缺乏樣本數(shù)據(jù)。目前，僅國外一些大學和研究機構發(fā)布了若干數(shù)據(jù)集，包括REDD數(shù)據(jù)集、BLUED數(shù)據(jù)集、AMPds公共數(shù)據(jù)集、UK-DALE數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)集極大促進了NILM理論研究進步，但用于國內(nèi)工程化應用研究還存在不足。一是這些數(shù)據(jù)集來源于國外家庭，其電器種類與使用習慣與國內(nèi)家庭存在很大差異；二是這些數(shù)據(jù)集非統(tǒng)一標準，且采集頻度難以滿足使用需求。國內(nèi)在數(shù)據(jù)集發(fā)布方面尚處于空白，主要原因是缺乏標準化的便攜式電器錄波裝置，無法大規(guī)模錄波，這極大制約了NILM技術的工程化應用。

綜上所述，目前針對非侵入式負荷辨識研究需求的電器錄波裝置尚處于空白，有必要提出可方便地在多場景下對家用電器進行錄波，為非侵入式負荷辨識研究提供大量數(shù)據(jù)樣本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種用于家用電器錄波方法及裝置，可以滿足各類使用場景下電器錄波，為建立較大規(guī)模的負荷特征庫提供了基礎設備。

本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種用于家用電器的錄波方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：在供電插排單元上串聯(lián)一個取電插頭及其附屬線纜，供電插排單元通過所述取電插頭及其附屬線纜與電網(wǎng)連接，

步驟2：在所述供電插排單元上并聯(lián)電壓取樣單元，通過所述電壓取樣單元將家用電器工作時的工作電壓轉換為模/數(shù)轉換單元可處理的模擬信號；

步驟3：在所述供電插排單元上串聯(lián)電流取樣單元，通過所述電流取樣單元將家用電器工作時的工作電流轉換為模/數(shù)轉換單元可處理的模擬信號；

步驟4：通過模/數(shù)轉換單元采集所述電壓取樣單元和電流取樣單元輸出的模擬信號，并將采集的模擬信號轉換為數(shù)字信號；

步驟5：控制單元讀取所述數(shù)字信號，并通過通信單元上傳至存儲單元進行存儲。

本發(fā)明還進一步采用以下優(yōu)選技術方案：

在步驟2中，所述電壓取樣單元包括電壓互感器，將家用電器工作時的工作電壓轉換為小電壓，其中，所述小電壓被定義為不大于5V的電壓。

所述電流取樣單元包括多個電流互感器以及電阻，將家用家用電器工作時的工作電流轉換為小電壓，其中，所述小電壓被定義為不大于5V的電壓。