[发明专利]一种非侵入式电信号分析追踪方法、装置、电子设备

摘要

本发明公开了一种非侵入式电信号分析追踪方法、装置、电子设备；所述方法包括：采集多个电器的聚合功率数据；生成所述多个电器的开关事件矩阵，使用所述聚合功率数据和所述开关事件矩阵建立约束方程，利用开关事件的稀疏性，通过全变分最小化的优化算法求解使所述开关事件矩阵最小的开关状态矩阵，基于所述开关状态矩阵，分解出所述多个电器的具体能耗数据；对所述多个电器的具体能耗数据进行数据处理并向用户显示。本发明能够向用户清晰、准确的提供电器的能耗数据，促使用户节电；此外，获得的能耗数据还可以进一步应用于用户行为预测、电器生产设计指导、智能家居、军事侦察信息等领域，具有良好、广阔的应用空间。

主权项

1.一种非侵入式电信号分析追踪方法，其特征在于，包括：采集多个电器的聚合功率数据；所述聚合功率数据，包括：在T个时间窗口内，将采集到的T个所述聚合功率数据表示为一个向量：，t∈[1，T]；所述多个电器表示为 N 个电器，使用三元组表示第 n 个电器的功率特性，其中I表示电器的待机功率，P表示平均功率，Θ表示功率浮动；采集N 个电器的功率特性，用如下的三个功率特性向量表示：；生成所述多个电器的开关事件矩阵，使用所述聚合功率数据和所述开关事件矩阵建立约束方程，利用开关事件的稀疏性，通过全变分最小化的优化算法求解使所述开关事件矩阵最小的开关状态矩阵，基于所述开关状态矩阵，分解出所述多个电器的具体能耗数据；其中，生成所述多个电器的开关事件矩阵，使用所述聚合功率数据和所述开关事件矩阵建立约束方程，包括：使用状态向量表示全部电器在 t 时刻的开关状态；对于在 t 时刻获取聚合数据，下面的不等式恒成立：其中， 1 代表全“1”向量；经过变形，上述不等式在 T 个时间窗口上可以表示为：其中，Ⅱ代表一个N × T的全“1”矩阵；所述开关事件的稀疏性，包括：定义 N 个电器从时间 t=1 到 t=T 的状态矩阵，其中表示第 n 个电器在第 t 个时间片内处于开启状态，反之则表示关闭状态；然后，定义下列差分矩阵，其中第i行、第i列元素，第i行、第 i‑1 列元素，第i行其余元素为零；由此，从时刻 t=2到 t=T 之间发生的所有开关事件可以用以下的事件矩阵表示：事件矩阵的任意元素，第 n 行、第 t 列的元素，其中1或者‑1表示有电器的开启或关闭事件发生，否则值为零；根据电器开关事件的稀疏特性，事件矩阵为稀疏矩阵；所述通过全变分最小化的优化算法求解使所述开关事件矩阵最小的开关状态矩阵，基于所述开关状态矩阵，分解所述多个电器的具体能耗数据，包括：求解以下的优化模型，以此获取用于反应任意电器在任意时刻的开关状态的开关状态矩阵：其中，表示的全变分：；对所述多个电器的具体能耗数据进行数据处理并向用户显示。