[發(fā)明專利]基于多鏈分解方法的非侵入式負荷監(jiān)測方法及裝置

在審

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• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113033076A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 賈俊鋮;馬浩;浦敏;李云飛;陳良;楊洋
• 申請（專利權）人: 蘇州紐克斯電源技術股份有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q10/04;G06N3/04;G06Q50/06
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本申請涉及一種基于多鏈分解方法的非侵入式負荷監(jiān)測方法及裝置，屬于電子技術領域，該方法包括：將總線路中的耗電量數據輸入耗電情況監(jiān)測總模型，得到各個耗電設備的耗電量預測值；耗電情況監(jiān)測總模型包括多個分解鏈，不同耗電設備對應的分解鏈不同；每個分解鏈包括一個或多個依次相連的子模型；每個子模型用于預測對應的耗電設備的耗電量，且分解鏈上位于末端的子模型用于預測分解鏈對應的耗電設備的耗電量，以輸出分解鏈對應的耗電設備的耗電量預測值；可以解決現(xiàn)有的非侵入式負荷監(jiān)測方式得到的各個耗電設備的耗電量預測值不夠準確的問題，將獨立模型作為子模型構建總體模型，使得各個子模型產生了聯(lián)系并提高了分解的整體性能。

【技術領域】

本申請涉及一種基于多鏈分解方法的非侵入式負荷監(jiān)測方法及裝置，屬于電子技術領域。

【背景技術】

能源是人類社會進步的物質基礎，自從第二次工業(yè)革命以來，電作為一種能源被逐漸應用到生活的方方面面，電力正在逐步成為越來越重要的資源。現(xiàn)如今，全球用電量逐年上升，社會面臨著日益嚴重的能源緊缺問題。

與此同時，伴隨著地球氣候的不斷變化，各國日漸意識到環(huán)境保護問題的重要性，目前許多國家已就減少溫室效應氣體排放達成共識，正在致力于減少二氧化碳等溫室效應氣體的排放，這也激發(fā)了減少能源消耗的需求。為了合理的減少電能的消耗，需要對電能的使用進行適當的管理和優(yōu)化。清楚地了解電能的具體使用情況能夠有效地幫助人們優(yōu)化電能管理。分析家庭電能消耗情況逐漸成為了一個引人關注的研究領域。

在家庭能源管理方面，負荷監(jiān)測是一項可以幫助家庭住戶節(jié)約能耗的應用。負荷監(jiān)測的定義和目的是獲得住戶整套房子中各種設備的使用情況。這樣做有助于電力公司了解用戶消耗負荷的構成，可以加強負荷側管理，通過引導用戶合理消費、合理安排大功率非緊急負荷的使用時間來達到調節(jié)峰谷差和降低網損等目的。

目前，負荷監(jiān)測可分為侵入式和非侵入式兩大類：

(1)傳統(tǒng)的侵入式負荷監(jiān)測通過在各條線路、各個負荷處安裝傳感器來采集數據監(jiān)測各個負荷的運行和耗電情況。但是，需要安裝大量硬件設備，系統(tǒng)結構復雜，安裝效率較低。同時，此方案需要進入用戶家中進行數據采集設備的安裝，即“侵入式”地負荷監(jiān)測，影響用戶的居住安全。

(2)非侵入式負荷監(jiān)測(Non-intrusive load monitoring，NILM)也稱為負荷分解，該技術通過對某一特定區(qū)域的總電表數據進行分析，可獲得該范圍內各用電負荷的相關信息，如負荷的數量、負荷的類別、所處工作狀態(tài)以及對應的能耗使用情況等。非侵入式負荷監(jiān)測安裝簡單，但是，推斷出的耗電數據和真實值存在一定偏差，誤差較大。

對于非侵入式負荷監(jiān)測算法，依據其輸入信號采樣周期的不同，可以分成基于暫態(tài)信號和基于穩(wěn)態(tài)信號的方法。

暫態(tài)信號是通過高頻采集產生的，其采集頻率通常高達數千赫茲至數萬赫茲。數據采集設備的采集頻率越高越能更加全面準確地捕捉到設備的用電特征和細節(jié)信息，從而越容易根據這些信息推斷設備種類和耗電情況。但是，使用暫態(tài)信號進行負荷監(jiān)測存在若干缺陷。首先，為了獲得暫態(tài)信號，要求數據采集設備的采樣率足夠高，這就導致數據采集的成本變高；其次，當數據采集設備高頻采集時，會在短時間內產生大量的數據，需要將這些數據傳輸至數據處理模塊以執(zhí)行負荷監(jiān)測算法，這就對數據傳輸以及存儲提出了較高的要求。

相比之下，基于穩(wěn)態(tài)信號進行非侵入式負荷監(jiān)測的方法則對數據采集設備的要求較低，穩(wěn)態(tài)信號可以通過低頻采集獲得。低頻采集是指其采集頻率低于一赫茲，低頻采集的采樣間隔從幾秒甚至到幾分鐘不等。現(xiàn)在廣泛應用在家庭用戶中的智能電表已完全可以滿足如此低的采樣要求。采用基于低頻信號的非侵入式負荷監(jiān)測方法雖然成本較低，但無法獲得線路的高頻信息，同時，不同設備的低頻特征存在一定的相似性，且針對設備使用時長小于采樣間隔的設備，可能存在捕捉不到的情況。

【發(fā)明內容】