[发明专利]一种基于事件监测的识别设备运行状态的方法

权利要求书

1.一种基于事件监测的识别设备运行状态的方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤1：构建特征库；

步骤1.1：利用高频电气数据采样设备，对需要识别的电气设备获取其完整运行状态下的电气数据，包括设备稳态运行以及各种切换状态下的时序数据，切换状态指电气设备各种运行状态的切换，如关闭状态到一档、一档到二档，每种状态切换的组合记为一种切换状态；具体操作为：首先将采样设备接入电路中，开始以每秒1000Hz的采样频率进行电流、电压数据采集；随后将目标电气设备接入同一电路，确保该电路上只有该目标电器设备，对目标电气设备从关闭状态到一档、一档到二档、二档到三档等，顺序开启，完成所有切换状态数据的记录，每一种稳态保持至少五秒以上的稳定运行时间；最后得到一段时序电气数据，作为该目标设备的特征构建数据；

步骤1.2：对步骤1.1中采集的数据进行预处理，具体为：首先对电流和电压数据进行逐数据相乘，得到每一时刻的瞬时功率；由于我国交流电的基频为50Hz，采样频率为1000Hz，故需要在时序数据列表的首尾各填上10个数据0，确保以20ms一段数据计算出同原始时序数据等长的有功功率数据，每一时刻的有功功率计算公式如下：

其中，P_t、V_t以及C_t分别表示时刻t的有功功率、电压以及电流；

步骤1.3：对步骤1.2中计算所得的有功功率进行特定时间段的数据提取，计算该时间段内的最小有功功率，最大有功功率，并附上对应的设备切换状态标签，作为该目标设备的特征表示；对所有的目标设备重复上述步骤，完成特征库的构建；

步骤2：获取采样数据；

首将采样设备接入电路中，开始以每秒1000Hz的采样频率进行电流、电压数据采集；在采集设备开启之后，将所有的采集数据完整的保存下来，当每次进行设备运行状态识别时，只需将当前时刻获取到的所有电气数据进行读取即可；

步骤3：数据预处理；

首先，对电流和电压数据进行逐数据相乘，得到每一时刻的瞬时功率；同时在时序数据列表的首尾各填上10个数据0，确保以20ms一段数据计算出同原始时序数据等长的有功功率数据，每一时刻的有功功率计算方法同步骤1.2中式(1)；最后对该有功功率数据进行中值滤波平滑；然后做高斯拉普拉斯算子运算操作，得到一段同有功功率等长的时序数据；

步骤4：基于事件监测的设备状态切换检测；

对步骤3得到的时序数据进行归一化处理，至(0，1)之间；然后，使用检测设备状态切换事件，即当某时刻有设备状态发生变化时，该时刻的数据值为0或1，当某时刻没有设备状态发生变化时，该时刻的数据值为0.5；数据值为1表示该时刻有功率上升事件，即可能有设备开启或者从低档位调至高档位；数据值为0表示该时刻有功率下降事件，即可能有设备关闭或者从高档位调至低档位；

步骤5：识别设备状态切换事件；

基于步骤4得到的事件监测结果，得到获取的电气数据种各种功率上升事件以及功率下降事件所在的时刻，根据得到的时刻，对有功功率时序数据分别分割出每一时刻前后共1s即1000个数据点的数据段，作为该时刻设备状态切换事件的数据表示计算该时间段内的最小有功功率最大有功功率构成一个三维的特征表示将其与步骤1中构建的特征库数据进行比对、匹配；特征匹配是利用数据表示与特征库中所有切换状态的有功功率数据计算欧几里得距离，以及计算对应最小有功功率和最大有功功率之间的差值，欧几里得距离与差值相加值最小的，为状态切换事件I，即可通过该切换事件I识别出当前时刻是什么设备从某一工作状态切换到另一工作状态，或有某一设备开启或关闭；

步骤6：判断电器运行状态

步骤5中得到了不同时刻下的设备状态切换事件，时刻0没有任何设备在工作，当时刻ta检测到M设备从关闭到一档状态切换，时刻tb检测到M设备从一档到二档状态切换，则可判断设备M在时间段ta，tb之间处于一档运行状态；将这些状态切换事件以及设备所处的状态信息记录下来，利用该时刻之前记录的状态切换事件以及设备所处的状态信息联合当前时刻得到的监测信息进行判断，即可知道不同时间段内的电气运行状态，从而实现对电路中的电气数据进行识别。