[发明专利]基于非侵入式负荷监测的大型楼宇异常负荷控制方法

说明书

本发明为一种基于非侵入式负荷监测的大型楼宇异常负荷控制方法。首先利用基于小波分解的变点检测方法进行大型楼宇负荷投切时间点的判别，然后利用定位到未知负荷的具体开启时间点；接着利用得到的电流电压差值进行特征提取，包括V‑I轨迹、高次谐波以及有功功率超调倍数；最后计算未知负荷与已经建立特征集中各类用电器的综合相似度。最后进行异常和正常负荷判别。本发明采用基于小波分解的变点检测方法以及模式识别算法，且需求的训练样本数量低，有效减少了训练样本的成本。本发明基于非侵入式负荷监测，使得该异常负荷控制方法所需要的传感器数量低，对于制定大型楼宇的用电设备和储能系统的调度策略、减少用电费用的同时实现削峰填谷、促进区域电网的安全稳定运行有着重要意义。

技术领域

本发明属于智慧能源领域中的负荷预测和节能调控技术领域，具体为一种基于非侵入式负荷监测的大型楼宇异常负荷控制方法。

背景技术

自从我国进入21世纪以来，我国的电力事业取得了迅猛的发展，产电量和用电量逐年增高，生活用电量在总用电量中所占的比重也越来越大。近些年，分布式光伏和电动车等新能源比重显著提升，同时越来越多的智能家居走进了各个家庭中，极大地提升了我们的工作和生活条件。

然而，用电场景的复杂化也使得用电安全形势更加严峻。储能系统、充电桩和分布式光伏等直流系统的大量接入带来了漏电流、绝缘失效等故障，使得电气环境复杂的大型用用电场所的用电安全问题更加突出。近些年，高层大型楼宇的建设越来越多，接入的设备也越来越繁杂，大型楼宇的用电安全问题越来越受到重视。设备数量大、类别多、容错率低等是大型楼宇场景的特征。

常见设备电气故障及人员操作安全隐患如下：

(1)照明设备、空调、电梯等常用低电压等级设备。①过载，实际电量需求超出线路导线的额定容量；②断路，如零线短线导致三相四线不平衡；③短路，故障表现为熔断丝爆断，短路点有明显烧痕、绝缘碳化；④漏电，由于相线绝缘损坏而接地，用电设备内部绝缘损坏使外壳带点等；

(2)高低压变压器。变压器常见的故障包括：变压器过热、变压器跳闸、变压器紧急停运、绝缘降低、或者三相电压不平衡等；

(3)高低压开关柜。常见故障包括：合闸故障、绝缘故障、载流故障等；

(4)储能系统、分布式光伏和充电桩等直流系统。因接线端子连接不良、绝缘层损坏和老化等因素引起的直流故障电弧；

(5)人员操作隐患。单独一人从事工作，无人监护；作业不符合安规流程等。

大型楼宇往往人员密集，一旦出现故障，容易引起人员伤亡及经济损失，一旦设备出现故障，极易引发电气火灾，因此，需要对楼宇内的负荷进行实时性的监控，并且及时对异常负荷进行切除，达到防范于未然的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于非侵入式负荷监测的大型楼宇异常负荷控制方法，本发明为现有的变点检测算法找到一种更加高准确度和高实时性的解决方案；为目前的非侵入式负荷监测中的特征集建立找到一种低样本需求的监测和识别方法，同时提供一种快速、低成本、高精确度以及鲁棒性强的大型楼宇非侵入式负荷监测方法，显著提升非侵入式负荷分解的快速性和经济性，达到95％以上的负荷分解准确率的同时满足极低样本需求和高实时性的要求。

本发明提出的一种基于非侵入式负荷监测的大型楼宇异常负荷控制方法，大型楼宇异常负荷控制方法通过大型楼宇异常负荷控制方法使用系统实现，所述使用系统由大型楼宇供电系统、电信号测量装置、分线器、各类待测用电器和负荷分解模块组成，大型楼宇供电系统通过第一断路器连接电信号测量装置，电信号测量装置连接负荷分解模块，电信号测量装置连接分线器，分线器通过不同断路器分别连接各类待测用电器，大楼楼宇供电系统用于楼宇内各待测用电器的供电；各待测用电器的断路器用于分别控制负荷的切入和投出动作；电信号测量装置用于采集大型楼宇总线处的电压、电流等电信号数据；待测用电器可选择多种不同种类的大楼所需用电器(如空调系统、新风系统等等)，用于特征集建立以及后续测试；