[發明專利]一種利用主模式分解的功率信號重構方法和系統

有效

• 申請號: 202011229077.8
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112307997B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 翟明岳;翁鴻彬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F17/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的實施例公開一種利用主模式分解的功率信號重構方法和系統，所述方法包括：步驟101：獲取按時間順序采集的信號序列S；步驟102：求取分解級數；步驟103：求取主模式分解因子；步驟104：求取分解系數；步驟105：求取主模式分解函數；步驟106：求取重構后的功率信號。

技術領域

本發明涉及電力領域，尤其涉及一種功率信號的重構方法和系統。

背景技術

隨著智能電網的發展，家庭用電負荷的分析變得越來越重要。通過用電負荷的分析，家庭用戶可以及時獲得每個電器的用電信息，以及電費的精細化清單；電力部門可以獲得更詳盡的用戶用電信息，并可以提高用電負荷預測的準確度，為電力部門提供統籌規劃的依據。同時，利用每個電器的用電信息，可獲知用戶的用電行為，這對于家庭能耗評估和節能策略的研究具有指導意義。

當前用電負荷分解主要分為侵入式負荷分解和非侵入式負荷分解兩種方法。非侵入式負荷分解方法不需要在負荷的內部用電設備上安裝監測設備，只需要根據用電負荷總信息即可獲得每個用電設備的負荷信息。非侵入式負荷分解方法具有投入少、方便使用等特點，因此，該方法適用于家庭負荷用電的分解。

非侵入式負荷分解算法中，電氣設備的開關事件檢測是其中最重要的環節。最初的開關事件檢測以有功功率P的變化值作為開關事件檢測的判斷依據，方便且直觀。這是因為任何一個用電設備的運行狀態發生變化，其所消耗的功率值也必然發生改變，并且該改變也將會在所有電器所消耗的總功率中體現出來。這種方法除了需要設置功率變化值的合理閾值，還需要解決事件檢測方法在實際應用中存在的問題，例如某些電器啟動時刻的瞬時功率值會出現較大的尖峰(馬達啟動電流遠大于額定電流)，會造成電器穩態功率變化值不準確，從而影響對開關事件檢測的判斷；而且不同家用電器的暫態過程或長或短(脈沖噪聲的持續時間和發生頻率相差較大)，因此功率變化值的確定變得較為困難；由于電能質量的變化(如電壓突降)有功功率會出現突變的情況，這樣很可能會出現誤判。同時，功率信號在采集和傳輸過程中，相關的儀器設備的運行狀態可能暫時處于異常狀態，常會造成功率信號的缺失。

因此，開關事件檢測過程中，所使用的實測功率信號常常不完整，利用這些不完整的功率信號是不能正確地進行開關事件檢測的。因此如何有效地重構不完整的功率信號，是此方法能否成功的關鍵。現在常用的方法，對此問題重視不夠，還未采取有效的措施解決此問題。

發明內容

如前所述，開關事件檢測過程中，所使用的實測功率信號常常不完整，利用這些不完整的功率信號是不能正確地進行開關事件檢測的。因此如何有效地重構不完整的功率信號，是此方法能否成功的關鍵。現在常用的方法，對此問題重視不夠，還未采取有效的措施解決此問題。

本發明的目的是提供一種利用主模式分解的功率信號重構方法和系統，所提出的方法利用了功率信號的連續性，通過主模式分解性質區分功率信號和背景噪聲。所提出的方法具有較好的信號重構性能，計算也較為簡單。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種利用主模式分解的功率信號重構方法，包括：

步驟101獲取按時間順序采集的信號序列S；

步驟102求取分解級數，具體為：分解級數記為M，所用求取公式為：

其中：

N：所述信號序列S的長度，

SNR為所述信號序列S的信噪比，

表示對下取整，

max|S|表示所述信號序列S中元素絕對值的最大值，

min|S|表示所述信號序列S中元素絕對值的最小值；