[发明专利]一种基于分段线性近似算法的变频空调非侵入式辨识方法

权利要求书

1.一种基于分段线性近似算法的变频空调非侵入式辨识方法，其特征在于，包括：

1)从用户的供电入口处采样电流序列I(t)与电压序列U(t)；

2)对指定长度的电流序列I(t)和电压序列U(t)进行快速傅里叶变换，提取电流、电压对应的频域谐波特征，计算得到实时有功功率序列P(t)、实时无功功率序列Q(t)；

3)将实时有功功率序列P(t)对应的非线性曲线转换为若干条折线段组成的分段线性近似曲线，记录其中各条折线段i的起始端点时刻结束端点时刻计算各条折线段i的功率平均值其中i∈{1，...，n}，n为折线段总数，将加入连续多状态列表；将实时有功功率序列P(t)、实时无功功率序列Q(t)进行一阶差分得到差分序列，扫描差分序列中的有功功率阶跃上升、有功功率阶跃下降、无功功率阶跃并计算对应的电气特征量，所述电气特征量包括有功功率上升阶跃P_su、有功功率上升阶跃出现时刻t_su、阶跃前有功功率值阶跃后有功功率值有功功率抬升倍率P_r、无功功率阶跃Q_s、有功功率下降阶跃P_sd、有功功率下降阶跃出现时刻t_sd，并将二元组P_su，t_su或P_sd，t_sd加入阶跃列表；

4)若检测到存在有功功率上升阶跃P_su，且在同一时间点处存在有功功率抬升倍率P_r小于给定阈值P_th、不存在无功功率阶跃Q_s，则跳转步骤5)以进入变频空调判定阶段；否则，判定为其他电器启动，将该其他电器对应的三元组其他电器启动，t_su加入已启动电器列表，跳转步骤2)；若检测到存在有功功率下降阶跃P_sd，则跳转步骤6)以进入功率扣减与电器匹配阶段；

5)遍历连续多状态列表，若有功功率上升阶跃时刻t_su处于折线段构成的时间序列中，则可判定变频空调启动，将三元组变频空调启动，t_su加入已启动电器列表，并将三元组变频空调启动，t_su加入功率扣减列表，其中为符合阈值要求的第i段近似折线结束端点时刻的有功功率；否则，判定为其他电器启动，将该其他电器对应的三元组其他电器启动，t_su加入已启动电器列表，跳转步骤2)；

6)遍历已启动电器列表，若有功功率下降阶跃P_sd与阶跃后有功功率形成匹配，则判定对应电器关闭，输出运行功率P_O＝P_su(t_sd-t_su)，并从已启动电器列表中删除该电器；若没有形成匹配，则更新功率扣减列表对应变频空调启动的末尾项变频空调启动t_su中若更新后对应变频空调启动项的在指定大小范围以内，则判定变频空调关闭，综合已启动电器列表、阶跃列表、连续多状态列表计算输出运行功率P_O，并从列表中删除变频空调；否则，跳转步骤2)；其中为符合阈值要求的第m段近似折线结束端点时刻的有功功率。

2.根据权利要求1所述的基于分段线性近似算法的变频空调非侵入式辨识方法，其特征在于，步骤2)中的指定长度为电流序列I(t)与电压序列U(t)的采样频率的0.1倍。

3.根据权利要求1所述的基于分段线性近似算法的变频空调非侵入式辨识方法，其特征在于，步骤2)中计算实时有功功率序列P(t)的函数表达式为：

上式中，k为谐波次数，P_k(t)为k次谐波的有功功率，U_k(t)、I_k(t)分别为经快速傅里叶变换处理后基波和各次谐波电压、电流的幅值，为电压与电流的相位差；

步骤2)中计算实时无功功率序列Q(t)的函数表达式为：

上式中，k为谐波次数，Q_k(t)为k次谐波的无功功率，U_k(t)、I_k(t)分别为经快速傅里叶变换处理后基波和各次谐波电压、电流的幅值，为电压与电流的相位差。