[發(fā)明專利]基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210048972.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114462306A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉剛;廖榮文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F30/25;G06N3/00;G06N3/04;G06N3/08;G06Q50/06;G06F111/10;G06F113/04
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 丁云

1.一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，該方法包括：

模型訓(xùn)練：分別訓(xùn)練用于各個(gè)用電設(shè)備進(jìn)行用電功率分解的分解模型，所述的分解模型包括多個(gè)進(jìn)行用電功率估計(jì)的時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練時(shí)，對(duì)于同一用電設(shè)備，采用不同時(shí)段的用電負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練；

模型應(yīng)用：將待分解的總用電功率序列輸入至各個(gè)設(shè)備的分解模型，分別采用多個(gè)時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行用電功率估計(jì)得到各時(shí)間點(diǎn)的多組用電功率估計(jì)值，對(duì)多組用電功率估計(jì)值進(jìn)行逐點(diǎn)變權(quán)重加權(quán)求和得到用電設(shè)備在各時(shí)間點(diǎn)的用電功率分解結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，對(duì)各個(gè)設(shè)備按照使用頻率分為高頻使用時(shí)段和低頻使用頻段，進(jìn)而各個(gè)設(shè)備的分解模型分別包括采用高頻使用時(shí)段數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練的第一時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)以及采用低頻使用時(shí)段數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練的第二時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，模型訓(xùn)練時(shí)，采用粒子群算法進(jìn)行尋優(yōu)確定各個(gè)設(shè)備的時(shí)段劃分結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)集按照時(shí)間劃分結(jié)果進(jìn)行分割與重組，并進(jìn)行相應(yīng)時(shí)段對(duì)應(yīng)的時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，所述的時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型表示為：

X_τ＝f(Y_t:t+W-1)+∈

其中，Y_t:t+W-1為輸入至?xí)r域卷積網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間窗口[t，t+W-1]中的總用電功率序列，X_τ為時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)輸出相應(yīng)的時(shí)間窗口的中點(diǎn)元素，W為時(shí)間窗口長(zhǎng)度，∈為誤差，f為時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的變換函數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，用于所述的時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的損失函數(shù)表示為：

其中，L_p為損失函數(shù)，θ為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，T為輸入至?xí)r域卷積網(wǎng)絡(luò)的總用電功率序列的總長(zhǎng)度，p(X_τ|Y_t：t+w-1，θ)為模型預(yù)測(cè)的條件概率。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，所述的用電設(shè)備在各時(shí)間點(diǎn)的用電功率分解結(jié)果通過(guò)如下模型獲得：

為設(shè)備j在x時(shí)刻的用電功率分解結(jié)果，y_A(x)為采用第一時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)估計(jì)得到的設(shè)備j在x時(shí)刻的用電功率估計(jì)值，y_B(x)為采用第二時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)估計(jì)得到的設(shè)備j在x時(shí)刻的用電功率估計(jì)值，f_A(x)、f_B(x)分別為設(shè)備j在x時(shí)刻對(duì)應(yīng)的權(quán)重，x∈[0，24)＝X，X為一天24小時(shí)的時(shí)刻點(diǎn)集合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，所述的權(quán)重通過(guò)模糊策略獲得，具體地：

設(shè)X為論域，數(shù)據(jù)集T包括數(shù)據(jù)集A和數(shù)據(jù)集B，數(shù)據(jù)集A對(duì)應(yīng)為第一時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的用電功率估計(jì)值序列，數(shù)據(jù)集B對(duì)應(yīng)為第二時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的用電功率估計(jì)值序列，則將f_A(x)、f_B(x)取為在論域X上數(shù)據(jù)集A和數(shù)據(jù)集B對(duì)應(yīng)的隸屬度函數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，f_A(x)、f_B(x)表示為：

f_B(x)＝1-f_A(x)

其中，c、σ為常數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，模型訓(xùn)練時(shí)對(duì)輸入至?xí)r域卷積網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分批標(biāo)準(zhǔn)化。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變權(quán)重時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)的非侵入式用電負(fù)荷分解方法，其特征在于，所述的時(shí)域卷積網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)膨脹卷積塊堆疊而成。