[发明专利]一种基于事件监测的识别设备运行状态的方法

说明书

本发明属于非侵入式负荷识别技术领域，具体为一种基于事件监测的识别设备运行状态的方法。本发明方法包括特征库构建、基于事件监测的设备运行状态识别；在电路中连接电气数据采样设备，获取每秒1000次采样的高频电流、电压数据，利用这些数据，对接入电路中的各种电气设备的运行状态进行识别。同功率电气设备稳态运行时的电流电压数据在数值上相差不大，本发明利用高采样频率下更多的数据细节实现对同功率设备状态的识别，同时采用基于事件监测的手段，提高了对设备状态切换这种事件的检测准确性。同时利用特征库匹配的方法来对设备状态切换事件进行识别，提高了识别的效率，在非侵入式负荷识别方面具有优越性。

技术领域

本发明属于非侵入式负荷识别技术领域，具体涉及基于事件监测识别设备运行状态的方法。

背景技术

非侵入式负荷识别，就是无需对电路中的每个设备进行监控，只需对总电路中的电气数据进行处理并识别相关信息。实际应用有多种方向，其中之一为识别接入电路中设备所处的运行状态，从而把控电路中的设备情况，做到更加合理和有效的管理。但由于各式各样电气设备的存在，其中更不乏许多同功率设备，它们运行时的电流、电压数据在数值上差异不大，很难作为辨认的特征，因此如何使用非侵入式的手段从电路中准确的获取设备的运行状态是一个值得研究的方向。

随着科学技术的不断发展，电路数据采集设备的不断更新，现有很多高精度采样的电气数据采集设备，每秒钟千次甚至上万次的电气数据，使得我们可以对电路获取更多的有用信息，因此通过电流电压以及功率等数据区分同功率设备变为了可能。同时，根据研究发现，设备在状态切换时的短暂时间内，高采样频率下的电流、功率数据呈现比较明显的差异性，可以很好的作为识别的特征。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于事件监测的识别设备运行状态的方法，通过识别设备切换状态来判断设备整体运行情况，能实现对同功率设备的识别，并且有着较高的识别准确率。

本发明提供的基于事件监测识别设备运行状态的方法，主要分为两个部分，一是特征库构建，二是基于事件监测的设备运行状态识别；本发明在电路中连接电气数据采样设备，该设备可以获取每秒1000次采样的高频电流、电压数据；利用这些数据，对接入电路中的各种电气设备的运行状态进行识别。理论上来说，同功率电气设备稳态运行时的电流电压数据在数值上相差不大，利用简单的数值差异无法判断运行的电气设备是什么，本发明利用高采样频率下更多的数据细节实现了对同功率设备状态的识别，同时采用基于事件监测的手段，提高了对设备状态切换这一事件的检测准确性。同时利用特征库匹配的方法来对设备状态切换事件进行识别，提高了识别的效率，在非侵入式负荷识别方面具有优越性。

本发明提供的基于事件监测的识别设备运行状态的方法，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，开始进行每秒1000Hz的电流、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(如有二、三档等则顺序开启，即一档到二档、二档到三档顺序开启)，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操作，该预处理操作共包括两部分，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；因为国内交流电的基频为50Hz，采样频率为1000Hz，因此需要在时序数据列表的首尾各填上10个数据0，确保可以以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：