[发明专利]一种基于非侵入式负荷监测的用户用电数据分析方法和装置

说明书

本发明提出了一种基于非侵入式负荷监测的用户用电数据分析方法和装置，所述方法包括：采集用户总电源入口处的用电数据，所述用电数据包括负荷时间序列；对所述负荷时间序列进行波形分割，生成多个子序列；对每个子序列进行负荷设备识别，获取负荷设备识别结果。本发明避免了采用现有的用电数据分析方法存在的需要大量样本数据进行训练，计算密度大、复杂度高和对硬件要求较高，限制了这些方法应用于智能电表的问题，从而解决了现有的用电数据分析方法计算密度大、复杂度高和对硬件要求高的问题。

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，具体而言，涉及一种基于非侵入式负荷监测的用户用电数据分析方法和装置。

背景技术

世界各国正在进行智能电网和相关应用的开发和部署，利用智能电表采集的数据，可以最大程度地发挥智能电网的优势。利用智能电表采集的数据，可以识别用户家庭中的电器类型，即实现负荷识别。负荷识别方法从传感器数目可以分为侵入式和非侵入式两种。侵入式负荷识别需要针对每个电器进行安装对应传感器，额外的设备和较高的成本使得侵入式方法难以推广。非侵入式负荷识别仅仅需要从家庭已安装的单个总线智能电表收集数据，并通过对智能电表的数据分析，将家庭总用电量分解到单一电器的能耗，有助于实现用电情况反馈，帮助用户节省能源，同时有利于供给侧准确计费。相比于侵入式负荷识别，非侵入式负荷识别成本较低，易于推广，因此被广泛研究。

非侵入式负荷监测技术可以分为三大类，第一类是基于暂态和稳态电气特征的识别方法，第二类是数学优化类识别方法，第三类是基于有功功率和无功功率的智能识别方法。这三类负荷设备识别方法都属于计算密集型方法，需要大量样本数据进行训练，这些方法计算复杂度高，对硬件要求较高，从而限制了该方法在智能电表的应用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种基于非侵入式负荷监测的用户用电数据分析方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于非侵入式负荷监测的用户用电数据分析方法，包括：采集用户总电源入口处的用电数据，所述用电数据包括负荷时间序列；对所述负荷时间序列进行波形分割，生成多个子序列；

对每个子序列进行负荷设备识别，获取负荷设备识别结果。

作为优选方案，所述对负荷时间序列进行波形分割，包括：根据负荷功率的跃升值确定子序列的起始点，根据负荷功率的跌落值确定子序列的结束点。

作为优选方案，所述对每个子序列进行负荷设备识别，包括：将每个子序列和已知的设备参考序列进行匹配，记录每次匹配计算所得到的DTW距离值和序列匹配的映射关系；选择最小DTW距离值的匹配结果作为负荷设备识别结果；判断最小DTW距离值是否小于设定阈值，如果小于阈值，则识别结束，如果大于阈值，则进行下一步；从负荷时间序列中剔除已识别设备；再次对所述负荷时间序列进行波形分割，生成多个子序列；重复以上步骤，直至识别结束。

作为优选方案，给定长度分别为n和m的2个时间序列Q和C，

Q＝q₁，q₂，…，q_i，…，q_n；

C＝c₁，c₂，…，c_j，…，c_m；

构造一个n行m列的距离矩阵D，其中的元素d_i，j表示点q_i和点c_j之间的欧式距离的平方；则所述DTW距离的计算公式为：

d_i，j＝(q_i－c_j)²；

其中，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m。