[發明專利]一種低采樣率的非侵入式負荷監測方法及系統

在審

• 申請號: 202011495777.1
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN114646799A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 吳林峰;鄧詩蕾;吳宇;陳順利;甘小輝
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司營銷服務中心
• 主分類號: G01R21/00
• 分類號: G01R21/00;G06N3/12;G06N7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本公開提供了一種低采樣率的非侵入式負荷監測方法及系統，獲取用戶當前時刻的入戶總功率；當總功率小于預設閾值時，判定所有用電設備處于關閉狀態，否則，進入下一步；根據當前時刻的入戶總功率，利用NSGA?II多目標遺傳算法，得到多個代表各個用電設備啟停狀態的非支配解；根據預設的決策模型，在考慮目標間權衡的同時，從所有非支配解中選出最優的用電設備啟停狀態；本公開在較低采樣率條件下利用非侵入式負荷監測技術實現了對居民用戶用電設備的準確負荷分解。

技術領域

本公開涉及電力系統技術領域，特別涉及一種低采樣率的非侵入式負荷監測方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

面對我國能源供需格局的新變化和國際能源發展的新趨勢，能源革命與電力創新受到了越來越多的關注。在國家能源中長期發展規劃指導下，確保電力供應安全可靠、發展綠色高效電力成為落實創新驅動發展戰略、調整能源結構、保護生態環境的有力舉措。電力領域中的智能電網技術吸引了眾多國內外專家的關注。作為智能電網領域的研究熱點之一，家庭能源管理是智能電網在居民側的延伸。傳統檢測方法需要為每個檢測對象安裝傳感器，成本高，安裝、維護難，并且它是一種侵入式檢測方法，難以被用戶接受。智能電網技術的最新進展是使用基于智能電表的監測系統。這樣的系統可以通過估計系統中每個設備的功耗來幫助消費者管理其能源消耗。公開訪問此類信息可以鼓勵節能行為，改進故障檢測，更好的需求預測，能源激勵等等。

非侵入式負荷監測(NILM，Nonintrusive Appliance Load Monitoring)是一種非常有效的預測設備電力消耗的方法。與將傳感器放置在負載的每個單獨組件上的傳統方法相比，NILM可以提供一種非常方便有效的收集負載數據的方法。對于非侵入式負荷監測的研究，至今已經提出了許多技術方法，例如基于局部隱式馬爾可夫模型，神經網絡，圖形信號處理，小波變換，時間序列距離和遺傳算法等。在實驗室環境下，使用負荷瞬態特征或者負荷穩態特征和瞬態特征相結合的方式能夠很好的對用電負荷進行負荷監測和識別。而在實際應用當中，對于居民用戶，由于采樣設備的限制，電力公司很難獲得其用電設備的負荷瞬態特征。大多數標準智能電表都包含具有1Hz或更低采樣率的通用硬件，如此低的采樣率帶來的挑戰是許多物理特征會丟失。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種低采樣率的非侵入式負荷監測方法及系統，在較低采樣率條件下利用非侵入式負荷監測技術實現了對居民用戶用電設備的準確負荷分解。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

本公開第一方面提供了一種低采樣率的非侵入式負荷監測方法。

一種低采樣率的非侵入式負荷監測方法，包括以下步驟：

獲取用戶當前時刻的入戶總功率；

當總功率小于預設閾值時，判定所有用電設備處于關閉狀態，否則，進入下一步；

根據當前時刻的入戶總功率，利用NSGA-II多目標遺傳算法，得到多個代表各個用電設備啟停狀態的非支配解；

根據預設的決策模型，在考慮目標間權衡的同時，從所有非支配解中選出最優的用電設備啟停狀態。

本公開第二方面提供了一種低采樣率的非侵入式負荷監測系統。

一種低采樣率的非侵入式負荷監測系統，包括：

數據獲取模塊，被配置為：獲取用戶當前時刻的入戶總功率；

功率判斷模塊，被配置為：當總功率小于預設閾值時，判定所有用電設備處于關閉狀態，否則，進入下一步；

負荷分解模塊，被配置為：根據當前時刻的入戶總功率，利用NSGA-II多目標遺傳算法，得到多個代表各個用電設備啟停狀態的非支配解；