[发明专利]一种基于负荷瞬时能量特征的电网电能负荷监测方法

说明书

一种基于负荷瞬时能量特征的电网电能负荷监测方法，在电网的电力供给入口处进行采样监测，获取电压离散信号和电流离散信号；再将采集到的电压、电流离散信号进行离散小波变换分解，得到各自对应的小波特征离散信号；根据小波特征离散信号分别计算得到电力供给入口处的瞬时电压以及瞬时电流；再计算确定采样处的负荷瞬时能量特征并将其作为电网电力供给入口处的电能负荷识别特征，采用非侵入式负载监测的负荷分析模型方法，执行电网的电能负荷监测。本发明能够用以表征负荷类型和性能特性，有助于提升电网电能负荷监测的准确性，提取电力供给入口处的负荷瞬时能量特征的处理过程不复杂，计算量较小，有助于提升电网电能负荷监测的整体效率。

技术领域

本发明涉及电力系统监测及规划技术领域，具体涉及一种基于负荷瞬时能量特征的电网电能负荷监测方法。

背景技术

目前，电力系统的发展已经是关乎国计民生的重要组成部分。据统计数字显示，我国的用电量随着经济的发展也在逐年增长。同时，传统电力工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化方向转变，电网已经成为世界上最大最复杂的机器之一。而随着传统能源的不断减少以及伴随全球经济不断发展而不断增长的能源需求，能源的高效、优化利用是非常重要的。能源的高效、优化利用在节约能源的同时也能减少污染，这对我们建设具有可持续性发展的和谐型国家具有重要的社会效益和经济效益。对用户个人而言，能源的优化利用也能减少电费支出，节省开支。而与电力系统和电网而言，对电力负荷的监视有助于对能源的高效、优化利用，并且越来越受到大家的重视。比如通过负荷监测，能够知道哪种设备更加节能；通过分析不同时间段的负荷大小和能源使用情况，我们可以更加合理地安排相关设备的启停及工作状态。此外，对负荷的监测也有助于我们对负荷特性的近一步深入了解，能为相关部门做好负荷预测、电网规划等工作提供参考信息。

目前的负荷监测系统大致可以分为侵入式(Intrusive)和非侵入式(Non-Intrusive)两大类。

传统的侵入式负荷监测系统把传感器安装至各个负荷处，监控每个负荷的运行情况。传统的侵入式负荷监测方法的一个显著特点是通常具有复杂的硬件和简单的软件。各监测点通过电话线、电力载波等技术连接到中央数据处理器，而软件则只对观测数据做一些简单的处理。虽然这些传感器简单、方便、易于使用，但是在安装和维护等方面需要大量的时间和金钱。此外，传感器在植入电力系统时会降低系统可靠性，引起系统参数的变化，随着电力系统的不断增大，以及对自动化水平和安全性、可靠性要求的提高。

为解决侵入式负荷监测系统的弊端，需要一种使用更方便、价格更低廉的新型负荷监测方法，非侵入式负荷监测方法应运而生。非侵入式负荷监测(Non-Intrusive LoadMonitoring，缩写为NILM)与传统的侵入式负荷监测方法恰恰相反，它常配置简单的硬件和相对复杂的分析软件，分析软件能够对采集数据进行复杂的数学分析，获得有用的信息。NILM系统只需要在电力供给的入口处安装监测设备就可以对整个系统内部的负荷进行监测，不需要大量的检测设备，同时节省了购买、安装和维护这些硬件设备所需要的金钱和时间。当然，NILM还可以进行能源监测、故障监测、故障分析等多种类型的电能质量控制分析。

对于非侵入式负荷监测来说，负荷辨识方法是非常重要的内容。在这方面提出了很多不同的理论和方法。非侵入式技术在电力行业的一个主要应用是对电力负荷进行在线分解和监控，即利用电力负荷入口处的电压、电流及功率等信息，对其成分进行分析和研究。几十年来，量侧、通信和计算机技术等领域飞速发展，非侵入式负荷监测系统分析处理方法也发生了较大的变化。非侵入式负荷监测分析方法大致可以分为两大类，即基于负荷稳态特征的分析方法和基于负荷暂态特征的分析方法。其中，稳态特征主要是指负荷的稳态基波、谐波功率等特征。暂态特征主要指那些负荷开启瞬间的电压、电流等信号的变化规律，如暂态波形及其结构等。