[发明专利]一种智能插座的负荷识别系统及方法

说明书

一种智能插座的负荷识别系统及方法，涉及智能家居领域。本发明是为了解决现有的负荷识别算法对多负荷识别精度较低、识别速度较慢的问题。本发明在各类负荷插入智能插座时，采集各类负荷的用电信息，建立负荷特征库，当待识别负荷插入智能插座时，采集待识别负荷的用电信息，利用负荷识别算法将待识别负荷的用电信息与负荷特征库进行比对，进而识别出待识别负荷的类型。本发明能够根据实际情况灵活应用于单负荷和多负荷的情景，提高识别精度和速度。

技术领域

本发明属于智能家居领域，尤其涉及智能插座。

背景技术

随着计算机技术、通信技术、物联网技术的快速发展，智能家居逐渐走进人们的日常生活，给人们的生活提供了诸多便利。智能插座是智能家居的重要组成设备，现有的智能插座大体具有两种功能：一是远程遥控开关状态，二是进行负荷监测。

负荷监测方法主要分为侵入式和非侵入式两种。侵入式负荷监测方法通常具有较复杂的硬件和较简单的软件，需要在每一个负荷上都安装监测装置来监测负荷用电的实时信息。该方法监测数据可靠，但费用高昂、工艺繁琐、实用性低；非侵入式负荷监测方法通常具有较简单的硬件和较复杂的软件，只需在电力供给入口处安装监测装置，就可以通过负荷识别算法来识别出各类负荷并计算用电量。该方法成本低、使用方便、实用性强，已成为未来负荷监测方向的发展趋势。

市面上现有的智能插座采用的都是侵入式负荷监测方法，导致智能插座的制作成本较高，在一定程度上降低了智能插座的实用性，进而制约了智能家居的发展。虽然目前有很多关于非侵入式负荷监测技术和负荷识别算法的研究，但大多只停留在理论层次上，并没有实际应用，也没有应用于智能插座上的实例。并且现有的负荷识别算法依然存在诸多问题，如对多负荷识别精度较低；算法复杂导致识别速度较慢等。

发明内容

本发明是为了解决现有的负荷识别算法对多负荷识别精度较低、识别速度较慢的问题，现提供一种智能插座的负荷识别系统及方法。

一种智能插座的负荷识别系统，包括以下单元：

负荷特征库建立单元：

在各类负荷插入智能插座时，采集各类负荷的用电信息，对用电信息进行负荷特征提取，并建立负荷特征库，所述用电信息包括：电压、电流、有功功率、功率因数、频率和累计耗电量；

负荷识别单元：

当待识别负荷插入智能插座时，采集待识别负荷的用电信息，利用负荷识别算法将待识别负荷的用电信息与负荷特征库进行比对，进而识别出待识别负荷的类型。

当待识别负荷为单负荷时，负荷识别算法为相对欧氏距离算法，所述相对欧氏距离算法的表达式为：

其中，x_i和x_j分别表示样本库中第i个负荷和待识别负荷，d′(x_i,x_j)表示x_i与x_j之间的相对欧氏距离，所述样本库为利用负荷特征库建立的样本库。

当待识别负荷为多负荷时，负荷识别算法为向量距离算法，所述向量距离算法的表达式为：

其中，k_i表示第i个负荷的开启系数，其取值为0或1，当k_i＝0时，表示第i个负荷未开启，当k_i＝1时，表示第i个负荷开启，n表示样本库中负荷的数量，D表示样本负荷组与待识别负荷组之间的向量距离，

利用负荷特征库建立的样本库，将样本库中所有负荷作为样本负荷组，则I_i和分别表示样本负荷组中第i个负荷的电流和功率因数角，

将所有待识别负荷作为待识别负荷组，(IcosI sin)表示待识别负荷组的向量坐标。