[发明专利]一种非侵入式电暖气负荷识别方法及系统

说明书

本发明提供了根据待测时间段内采集到的用电信息计算出有功功率、无功功率；将所述有功功率和无功功率作为模糊C值聚类的输入，得到最佳聚类结果；基于所述最佳聚类结果中的每一类数据与电器特征对比，选择最相似的数据作为电暖气负荷识别的特征值。解决了被监测系统内的用电设备数量较，硬件成本高，在安装、系统维护和管理方面很不方便的问题实现该检测方法的整个监测系统的投资成本和运行成本低，易于推广。

技术领域

本发明涉及电力负荷监测技术领域，具体涉及一种非侵入式电暖气负荷识别方法及系统。

背景技术

人类社会文明的发展自古离不开能源，能源攸关国计民生和国家战略竞争力。目前，随着我国城镇化推进和经济结构调整，居民生活用电量以指数的形式快速增长，居民负荷作为电力负荷重要组成部分，且其电能的消耗比重还在逐渐增大，因此居民用电节能对推进整个社会的节能减排、缓解能源危机与气候变化起着重要的作用，而电力负荷监测对电力用户和电力公司电力系统规划及运行具有十分重要的意义。负荷监测可以提供不同层面更为详细的电能使用数据，有助于居民用户降低电能消耗，减少电费花销；也有助于电力公司规范电力系统投资，降低电力系统运行损耗。总之，能够为电力负荷预测精度的改善提供更准确、更具有信赖度的科学依据。

用户侧负荷监测主要为侵入式。侵入式负荷监测方法需要为每个用电设备安装用电信息采集装置以得到负荷的电能数据，当被监测系统内的用电设备数量较多时，硬件成本高，在安装、系统维护和管理方面很不方便，另外，采集装置本身存在能耗，会对用电系统产生影响，因此，对于居民用户而言，侵入式负荷监测系统难以普及。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种非侵入式电暖气负荷识别方法。

本发明提供的技术方案是：

一种非侵入式电暖气负荷识别方法，包括：

根据待测时间段内采集到的用电信息计算出有功功率、无功功率；

将所述有功功率和无功功率作为模糊C值聚类的输入，得到最佳聚类结果；

基于所述最佳聚类结果中的每一类数据与电器特征对比，选择最相似的数据作为电暖气负荷识别的特征值。

优选的，所述待测时间段内采集到的用电信息包括：用户待监测时间段内的电压、电流采样数据。

优选的，所述有功功率，按下式计算；

式中，U_k为电压最大值；I_k为电流的最大值；为相位差；P表示有功功率；k：为谐波次数；

所述无功功率按下式计算：

式中，Q表示无功功率。

优选的，所述模糊C值聚类，包括：

通过聚类目标函数得到每个样本点对所属类中心的隶属度，并将样本点进行分组处理，并求每组的聚类中心；

对所述聚类目标函数进行迭代计算，使得目标函数取得最小值；

在目标函数取得最小值时，依据拉格朗日乘数法得到最佳聚类结果。

优选的，所述聚类目标函数如下式所示；

式中，J为聚类目标函数；U＝(u_ij)，u_ij∈(0，1)为模糊隶属矩阵，标准化后数据集的隶属度的和总等于1；c_i为模糊组i的聚类中心；m为隶属矩阵的一个加权指数，用来控制U的模糊程度，m∈[1，∞)；d_ij为第i个聚类中心与第j个数据点间的距离，其中所述聚类中心包括无负荷、小负荷和大负荷。