[发明专利]一种压缩感知的用电能效监测方法

说明书

本发明公开用电能效监测技术领域中的一种压缩感知的无线传感器网络用电能效监测方法。包括：通过集中器进行用电能效源数据采集；建立压缩感知的用电能效监测数据聚合模型，集中器和能效监测主站分别进行数据的压缩感知稀疏化操作和重构操作；能效监测主站根据压缩感知的重构数据进行用电能效监测分析。本发明提出的压缩感知的用电能效监测方法，可以有效减少网络能效监控上行传输数据量，保证系统的稳定可靠运行。

技术领域

本发明涉及用电能效监测技术领域，尤其关注与用电信息采集共平台的压缩感知用电能效监测方法。

背景技术

用电能效监测是指通过分析用户侧用电趋势和电网波动来确保电网稳定运行，提高电网效率，是对用户供电可靠性、良好电能质量以及电网运行经济有效性的有力保障。智能电网的建设要求通过自动需求响应实现电网智能化服务，同时满足电力用户多元化需求，并在此基础上构建电网与客户之间电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。其中，基于智能电表的用电能效信息采集系统为智能电网信息化、自动化、互动化提供了实时数据来源和技术支撑。

智能用电的实时互动业务需求带来了信息通信支撑平台通信量成倍增长的问题，以用电能效信息采集系统为例，若每天采集96次（即每隔15分钟周期性采集一次），则将因通信数据量骤增而加重通信网络的负载。通信网络负载增加将可能引起拥塞，当网络拥塞不能及时进行控制时，将影响通信服务质量（QoS: Quality of Service）。

压缩感知是一种有效的数据压缩方法，可以突破系统在大量数据的处理、传输和存储上的瓶颈。压缩感知理论是一种全新的数学理论，在很多领域已得到广泛应用，它能够通过观测少量数据，在终端运行重构算法，恢复数据，大量减少了在网络中流通的数据量。

针对用电能效信息能效监测中数据量庞大的问题，本发明提出了一种基于压缩感知的用电能效监测方法。该方法首先集中器进行用电能效数据采集；其次建立压缩感知的用电能效数据聚合模型，集中器和能效监测主站分别进行数据的压缩感知稀疏化操作和压缩感知重构操作；最后能效监测主站根据压缩感知重构数据进行能效监测分析。该方法通过对用电信息数据的类型划分，对用电能效监测数据部分采用压缩感知结构模型数据聚合，有效减少网络能效监控上行传输数据量，保证系统的稳定可靠运行。

发明内容

本发明旨在提出一种基于压缩感知的用电能效监测方法，其具体步骤如下。

步骤1：集中器用电能效源数据采集

通过电力集中器收集其覆盖台区电表终端的用户用电能效数据作为用电能效监测数据数据源。

步骤2：压缩感知的用电能效数据聚合结构建模

在集中器与能效监测主站间建立压缩感知的用电能效数据聚合结构模型，集中器实现压缩感知的数据稀疏化，能效监测主站实现压缩感知的数据重构，集中器和能效监测主站间通过信息交换实现压缩感知处理参数同步。

步骤3：集中器的压缩感知数据稀疏化操作

在集中器与能效监测主站间建立压缩感知的数据聚合实施架构，配置在公用配电变压器台区的集中器将用电能效信息数据进行压缩感知理论数据压缩，具体如下：集中器将信号表示为公共部分与特有部分的加和：。取同一集中器下的用户采用相同FFT稀疏基，对共同成分和特有成分分别进行稀疏化，表示为下的向量组，，如下式。

通过随机高斯矩阵测量系统完成实现从高（N）维空间到低（M）维空间的投影，如下式。

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