[發明專利]基于結構化負荷特征圖譜的非侵入式負荷辨識方法及系統

在審

• 申請號: 202210183198.6
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114239762A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 武昕;郭一凡;李想
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/00;G06Q50/06;H02J3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明涉及一種基于結構化負荷特征圖譜的非侵入式負荷辨識方法及系統，涉及非侵入式負荷辨識領域。該方法包括對負荷的運行信號進行特征提取以及特征融合確定優化后的負荷屬性集；根據優化后的負荷屬性集和各負荷屬性特征之間的信息熵冗余度確定各屬性特征的權重；根據各屬性特征的權重確定結構化負荷特征圖譜；根據優化后的負荷屬性集以及對應的負荷類別構建SVM負荷分類器，根據結構化負荷特征圖譜優化SVM負荷分類器的參數，確定SVM負荷分類器誤差集合；根據SVM負荷分類器誤差集合確定負荷分類器個數，并構建組合SVM負荷分類器；采用組合SVM負荷分類器進行負荷辨識，并通過投票的群體決策機制確定負荷類別。本發明能夠提高對不同用戶的負荷辨識的精度。

技術領域

本發明涉及非侵入式負荷辨識領域，特別是涉及一種基于結構化負荷特征圖譜的非侵入式負荷辨識方法及系統。

背景技術

電能是我國最為核心的能源之一，近年來隨著人民生活水平的提高，對于電能的需求不斷增加。在電能產量有限的前提下，節約用電、合理利用電能是目前提高電能利用率最有效的手段之一。對需求側的用電管理和能效優化是提高電能利用率的關鍵。負荷監測是用電管理的關鍵技術，有助于準確分析電網能耗水平，從而實現產業結構的優化與調整。

傳統的負荷監測主要是根據電網的線損率進行電網運行能效水平估計，雖然該指標在一定程度上能夠反映能效水平，但是該指標只能給出最后的結果，卻無法詳盡地描述需求側用電信息等過程量，而且在數據采集過程中需要進行侵入式檢測，不利于對用戶信息的保護。因此，有必要提出一種不對電能用戶產生干擾并且具有普適性、能夠精確描述需求側負荷投切情況的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于結構化負荷特征圖譜的非侵入式負荷辨識方法及系統，能夠提高對不同用戶的負荷辨識的精度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于結構化負荷特征圖譜的非侵入式負荷辨識方法，包括：

獲取居民用戶每一負荷類別對應的負荷的運行信號；并對每一負荷類別對應的負荷的運行信號進行特征提取，確定負荷類別對應的負荷屬性集；所述每一負荷類別對應的負荷的運行信號包括：空調、洗衣機、電熱水壺、冰箱、電視、電腦、吹風機以及電飯煲在獨立運行時測量到的電流波形和電壓波形；所述負荷屬性集包括：有功功率、無功功率、功率因數、電流畸變率和電流波形與標準正弦波之間的皮爾遜系數；

對所述負荷屬性集進行特征融合確定優化后的負荷屬性集；

根據優化后的負荷屬性集和各負荷屬性特征之間的信息熵冗余度確定每一負荷類別的各屬性特征的權重；進而根據每一負荷類別的各屬性特征的權重確定結構化負荷特征圖譜；

根據優化后的負荷屬性集以及對應的負荷類別構建對應的SVM負荷分類器，并根據所述結構化負荷特征圖譜優化SVM負荷分類器的參數，進而確定SVM負荷分類器誤差集合；

根據SVM負荷分類器誤差集合確定每一負荷類別對應的負荷分類器個數，進而構建每一負荷類別對應的組合SVM負荷分類器；

采用每一類別負荷對應的組合SVM負荷分類器進行負荷辨識，并通過投票的群體決策機制確定負荷類別。

可選地，所述獲取居民用戶每一負荷類別對應的負荷的運行信號；并對每一負荷類別對應的負荷的運行信號進行特征提取，確定負荷類別對應的負荷屬性集，具體包括：

根據每一負荷類別對應的負荷的運行信號確定負荷進入穩定運行狀態后的電壓波形過零點位置；

根據電壓波形過零點位置提取每一負荷類別對應的負荷在穩態下的單周期電流電壓波形；

根據每一負荷類別對應的負荷在穩態下的單周期電流電壓波形計算負荷的穩態運行特征屬性；

根據每一負荷類別對應的負荷的穩態運行特征屬性和實體屬性，確定相應類別的負荷的負荷屬性集。

可選地，所述對所述負荷屬性集進行特征融合確定優化后的負荷屬性集，具體包括：