[发明专利]一种融合暂稳态特征的非侵入式负荷识别方法

权利要求书

1.一种融合暂稳态特征的非侵入式负荷识别方法，其特征在于：它包括：

步骤S1、获取负荷运行时的电压和电流数据，由此获得负荷的功率序列，包含有功功率、无功功率和视在功率；

步骤S2、采用滑动窗口算法检测负荷的投切状态，并分离出负荷的暂态数据和稳态数据；

步骤S3、分别从获得的暂态数据和稳态数据中提取所需的电气特征量，获得各自的特征向量；

步骤S4、将暂态特征向量输入至训练好的XGBoost模型中，将稳态特征向量输入至训练好的随机森林RF模型中，得到各自的识别结果；

步骤S5、将步骤S4输出的分类识别结果构造基本概率分配BPA，采用D-S证据理论进行融合得到最终的识别结果。

2.根据权利要求1所述的一种融合暂稳态特征的非侵入式负荷识别方法，其特征在于：所述的电压、电流数据为大于100Hz的高频数据。

3.根据权利要求1所述的一种融合暂稳态特征的非侵入式负荷识别方法，其特征在于：步骤S2所述分离出负荷的暂态数据和稳态数据的方法包括：

步骤S2-1、设置长度为2N的滑窗，在有功功率序列中滑动；

步骤S2-2、分别计算滑窗后N个功率的平均值和前N个功率的平均值并计算差值δ：

如果δ大于设定的第一阈值T₁，T₁＞0，则判断为负荷接入；如果δ小于设定的第二阈值T₂，T₂＜0，则判断为负荷断开；

步骤S2-3、判断为负荷接入后，根据下式计算稳态判据σ：

如果σ小于设定的第三阈值T₃，则判定为进入稳态，以此刻为分界点分离出负荷的暂态数据和稳态数据。

4.根据权利要求1所述的一种融合暂稳态特征的非侵入式负荷识别方法，其特征在于：从暂态数据获得的电气特征量包括：有功功率和无功功率的平均值峰值P_peak、Q_peak；、脉冲因子P_pulse、Q_pulse、偏度P_skew、Q_skew；峰度P_kurt、Q_kurt；其中脉冲因子、偏度和峰度的计算方式如下：

其中，N_r为暂态持续的周波数，P_i、Q_i分别为暂态持续时间内的有功功率和无功功率序列的值；

上述特征经组合后得到10维暂态特征向量

从稳态数据获得的电气特征量包括：电流平均值峰-峰值I_pp、有效值I_rms、峰均比I_pp-rms；有功功率P、无功功率Q、视在功率S、功率因数基波及2、3、5、7次谐波电流与谐波阻抗的幅值和相位；偶次谐波聚合值I_double、三倍次谐波聚合值I_triple、质数次谐波聚合值I_prime；其中，电压和电流的谐波幅值和相位通过快速傅里叶变换算法(FFT)计算得到，谐波阻抗的幅值和相位计算方式如下：

其中，U_k、I_k、Z_k(k＝1,2,3,5,7)分别为k次谐波电压、电流、阻抗幅值(k＝1时为基波幅值)，(k＝1,2,3,5,7)分别为k次谐波电压、电流、阻抗相角(k＝1时为基波相角)；

偶次谐波聚合值、三倍次谐波聚合值、质数次谐波聚合值计算方式如下：

其中，I_k为k次谐波电流幅值；

上述特征经组合得到32维稳态特征向量