[发明专利]基于累积电量低频采样的居民负荷构成解析方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于累积电量低频采样的居民负荷构成解析方法及装置，所述方法包括：根据用户累积电量数据确定实际电量差量特征向量；根据电器设备开启时刻参数和关闭时刻参数以及在一个采样周内的电器设备每种运行状态确定组合电量差量特征向量，其中，所述每种运行状态包括电器设备保持开启状态、电器设备开启状态、电器设备关闭状态以及电器设备开启并关闭状态；根据实际电量差量特征向量和组合电量差量特征向量构建目标函数，根据目标函数判断实际电量差量特征向量和组合电量差量特征向量的差异。本发明通过选取设备运行时的累积电量为设备负荷特征并构建目标函数，提高居民负荷构成解析的准确度。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于累积电量低频采样的居民负荷构成解析方法及装置。

背景技术

当前负荷构成解析主要是侵入式(Intrusive Load Monitoring，ILM)及非侵入式(Non-intrusive Load Monitoring，NILM)两种方式，其中，ILM需要在每个用电设备上安装信息采集装置，这种方案监测结果准确性高，NILM是由麻省理工的Hart教授于1989年开创性地提出的，他通过在总进线处以1Hz频率采样观测总稳态功率，并基于此实现居民负荷构成解析。

在Hart的研究基础上，后续研究者主要通过寻找新的设备负荷特征来进行负荷解析研究，如使用稳态谐波电流、利用设备的稳态谐波功率、或者通过提取V-I轨迹来实现负荷构成解析。与稳态特征相比，暂态特征更能体现电器设备在投切瞬间及工作状态转换时所表现出来的负荷变化特性，对于设备暂态特征的提取，可以通过指标计算小波变化系数提取设备瞬时功率特征，也有研究采用频谱分析提取设备工作状态变化时的电压噪声，从而实现对工作特性相似的设备的区分。

侵入式负荷构成解析需要用户在每个用电设备上安装信息采集装置，显著的缺点就是需要大量的监测终端，并需要用户的配合，这种方式复杂且不具有普适性，非侵入式负荷构成解析中，与稳态特征相比，暂态特征更能体现电器设备在投切瞬间及工作状态转换时所表现出来的负荷变化特性，但是电器设备的暂态特性是极为短暂的，通常只有零点几秒甚至更短。所以，采样频率越高，采集到的用电信息越详尽，越能准确判断用户的设备启停时间及耗电量，但高频采样对采集装置及通信提出了较高要求，需要大面积改造电表及通信网络，因此，一般采用累积电量的负荷构成解析方法，将总线处的量测电气量和设备负荷特征数据进行比对拟合，缺点是这种方式要求总线处的电气量量测与设备负荷特征数据采集保持采样频率一致，使得采集装置具有很大的频率约束性。

发明内容

本发明目的在于，提供一种基于累积电量低频采样的居民负荷构成解析方法及装置，以提高居民负荷构成解析的准确度。

为实现上述目的，本发明提供一种基于累积电量低频采样的居民负荷构成解析方法，包括：

根据用户累积电量数据确定实际电量差量特征向量；

根据电器设备开启时刻参数和关闭时刻参数以及在一个采样周内的电器设备每种运行状态确定组合电量差量特征向量，其中，所述每种运行状态包括电器设备保持开启状态、电器设备开启状态、电器设备关闭状态以及电器设备开启并关闭状态；

根据所述实际电量差量特征向量和所述组合电量差量特征向量构建目标函数，根据所述目标函数判断所述实际电量差量特征向量和所述组合电量差量特征向量的差异。

优选地，所述实际电量差量特征向量S(m)，如下：

S(m)＝[s(1),s(2),…,s(m)]；

其中，s(m)表示第m个采样周期的累积电量差值。

优选地，所述组合电量差量特征向量E(m)，如下：

其中，E_i(m)表示解析时段内的累积电量差量向量，N表示电器设备种类数。