[发明专利]一种基于家居负荷分解的用电控制系统

说明书

本发明公开了一种基于家居负荷分解的用电控制系统，包括一台智能电表、若干采集模块以及若干智能插座；通过智能插座与钳形电流采集器获取到的设备状态变换信息能够为负荷分解提供时间点数据，编号分类过的智能插座及钳形电流采集器能够为负荷分解提供部分先验知识，这两大措施能大大提高负荷分解的准确度，有助于识别难以被传统非侵入式负荷分解方法识别出的用电设备，同时也能够降低对传感器采样频率，采样类型等的性能要求。此外，结合智能插座的通断电功能，通过智能电表的控制实现电源的按需投切。

技术领域

本发明涉及一种基于家居负荷分解的用电监测控制系统，属于电子信息技术领域。

技术背景

用电监测指实现对家居各用电设备具体耗电情况的监测，通过分析用电数据实现合理科学用电，帮助电力部门提供可靠、高质量的电能；用电控制主要包括远程实现部分电源的投切，当系统检测到电能浪费或安全隐患时自动切断电源，通过计划任务实现电源自动投入等。

家居负荷分解是实现家居用电监测的常用手段，一般有两种：侵入式和非侵入式。侵入式负荷分解安装过程中需要短暂停电，并为多种用电设备加装传感器，成本高且难以被用户接受；非侵入式负荷分解只需要在入口处加装一个传感器，通过数据分析获取各个用电设备的具体使用情况，但是识别准确率无法满足家用环境要求，而且高采样频率的传感器同样有成本过高的问题。

在推行动态电价的大环境下，对用电监测控制系统提出更高要求。而现有的用电监测设备存在功能单一，相互之间不兼容等缺点；传统的负荷分解手段又存在成本过高，识别准确率低，采样频率要求过高等问题，且无法实现对电源的主动控制。因此，研究一种高效低廉，可靠性强，对用户更加友好的用电监测控制系统具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种基于家居负荷分解的用电监测控制系统，目的在于为用户提供更加详细的用电监测信息，并能根据需求自动开启和关断插座电源。

传统的家居负荷分解方法被简单划分为侵入式与非侵入式两种，侵入式负荷分解需要用户为每个用电设备加装传感器，安装和后续的维护成本都比较高；非侵入式负荷分解虽然只需要在电力入口处安装传感器，但是对负荷分解而言，依旧缺少足够的信息，常见的解决方法包括提高传感器的采样频率，增加采样器对电力信号的采样类型等等，这些解决方法又不可避免地提高了传感器成本，而且采用非侵入式方法从本质上对一些小功率设备，多状态设备识别准确率不高。

此外，传统的用电监测系统只能进行监测，无法根据监测结果和用户要求进行自动控制，监测得到的用电设备具体信息没有得到充分利用。

本发明为解决上述问题，提出以下技术方案：一种基于家居负荷分解的用电控制系统，包括一台智能电表、若干采集模块以及若干智能插座；所述的采集模块包括钳形电流采集器和嵌于智能插座中的数据采集部分，所述采集模块采集一个或多个用电器的总电流；所述的智能插座对与它连接的所有用电器提供电能并统一控制；所述的控制系统中，存在部分孤立用电器不被采集模块测量电流，或不被智能插座控制仅由普通插座提供电能；所述智能电表中存储有采集模块的布局图和预期孤立用电器类别，布局图记录各个采集模块的编号、各个采集模块对应的预期用电器及预期总电流；智能电表采集该家庭用户的总电流D_M，同时获取所有采集模块采集的电流信号D_R，将D_M和D_R输入到预先训练好的神经网络模型，根据神经网络模型的输出生成用电报告，并控制智能插座的通断，进而控制连接的所有用电器的开关。所述神经网络模型通过如下步骤得到：