[发明专利]非侵入式负荷监测用电设备的辨识方法、装置及相关设备

说明书

本发明公开一种非侵入式负荷监测用电设备的辨识方法、装置及相关设备，该方法包括：S101，采集单个用电设备的瞬时电流，并提取电流值；S102，对采集的电流值数据进行EMD分解，筛选出IMF分量；S103，对获得的IMF分量基于EMD‑SVD方式进行奇异值分解，构建标准特征值矩阵；S104，采用S101～S103的步骤对实际测量的用户进线的电流数据进行处理，得到实际运行特征值矩阵；S105，将实际运行特征值矩阵与标准特征值矩阵进行聚类分析，输出分析结果。该方法在设备种类有限的条件下，以非侵入式的方式获取用户用电数据，通过EMD分解，聚类分析，识别出多个用电设备类型；经过仿真分析，该方法具有很高的辨识准确性。

技术领域

本发明属于非侵入式辨识领域，适用于用电设备类别的辨识。特别涉及一种非侵入式负荷监测用电设备的辨识方法、装置及相关设备。

背景技术

非侵入负荷辨识技术在电力行业具有良好的发展前景，这种技术需要探测的电学量较少，通常只需要被测对象的总电流、总电压，能够准确辨识出用户的用电设备类型，便捷用户使用，方便电力公司管理与电力投运。

在目前发展层次靠前的大中型城市，非侵入负荷辨识技术已经走进居民家庭，非侵入的安装形式受到了好评，方便了用户日常用电行为，一定程度上有利于供电公司的管理。对于负荷总量相对较小，种类比较单一，统一化管理程度高的用户来说，非侵入负荷辨识技术适合推广。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种一种非侵入式负荷监测用电设备的辨识方法、装置及相关设备，该方法基于EMD分解技术，形成初始特征向量矩阵，对特征值分解，提取电量特征值，进行k-均值聚类，最终获取到用户内部用电设备运行情况的负荷辨识方法。在设备种类有限的条件下，以非侵入式的方式获取用户用电数据，通过EMD分解，聚类分析，识别出多个用电设备类型；经过仿真分析，该方法具有很高的辨识准确性。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种非侵入式负荷监测用电设备的辨识方法，包括如下步骤：

S101，采集单个用电设备的瞬时电流，并提取电流值；

S102，对采集的电流值数据进行EMD分解，筛选出IMF分量；

S103，对获得的IMF分量基于EMD-SVD方式进行奇异值分解，构建标准特征值矩阵；

S104，采用S101～S103的步骤对实际测量的用户进线的电流数据进行处理，得到实际运行特征值矩阵；

S105，将实际运行特征值矩阵与标准特征值矩阵进行聚类分析，输出分析结果。

作为本发明的进一步改进，S101中，使用电流高频采样装置采集瞬时电流。

作为本发明的进一步改进，S102中，所述对采集的电流值数据进行EMD分解具体步骤为：

由采集得到的原始电流信号X(t)计算其全部极值点，利用三次样条曲线进行拟合，将局部极大值点连成上包络线，将局部极小值点连成下包络线，满足上、下包络线包含涵盖所有的数据点；由上包络和下包络线的平均值N₁(t)得到：

M₁(t)＝X(t)-N₁(t)

M1若满足IMF的条件，则可认为是的第一个IMF分量；

若不满足IMF条件，则将M₁作为目标信号进行处理，重复以上步骤，得到上下包络线均值N₁₁(t)，计算M₁₁(t)＝M₁(t)-N₁₁(t)，检验M₁₁(t)是否符合IMF的条件；