[发明专利]一种用于家用电器录波方法及装置

说明书

一种用于家用电器的录波方法，包括以下步骤：步骤1在供电插排单元串联一个取电插头及其附属线缆，供电插排单元通过取电插头及其附属线缆与电网连接；步骤2：在供电插排单元并联电压取样单元，通过电压取样单元将家用电器的工作电压转换为模/数转换单元可处理的模拟信号；步骤3：在供电插排单元串联电流取样单元，通过电流取样单元将家用电器的工作电流转换为模/数转换单元可处理的模拟信号；步骤4：通过模/数转换单元采集电压取样单元和电流取样单元输出的模拟信号，并将采集的模拟信号转换为数字信号；步骤5：控制单元读取数字信号，并上传至上位机进行存储。本发明可方便地在多场景下对家用电器进行录波，为非侵入式负荷辨识研究提供数据样本。

技术领域

本发明属于测量与仪器领域，涉及一种用于家用电器录波方法及装置。

背景技术

非侵入式负荷监测(NILM,Non-intrusive LoadMonitoring)是居民用电负荷监测的重要方法之一，由美国MIT大学Hart教授提出，近来受到广泛关注。在国内，天津大学最早开始该项技术研究，武汉大学、东南大学、华北电力大学、四川大学等高校也陆续开始投入研究力量。NILM技术通过采集家庭入户端口的电压、电流信号，计算得到有功、无功、谐波、畸变等电气参数，再根据家用电器的运行特征，应用匹配算法对电器类别进行在线识别，实现对电器的启停时间、运行功率的实时监测，从而获取主要家用电器的耗能水平、使用规律等信息。与传统入户式负荷监测方法相比，NILM不需要入户安装分路传感器，对电力用户没有影响，实现的可行性较高。

在NILM技术研究领域，面临的关键问题是缺乏样本数据。目前，仅国外一些大学和研究机构发布了若干数据集，包括REDD数据集、BLUED数据集、AMPds公共数据集、UK-DALE数据集。这些数据集极大促进了NILM理论研究进步，但用于国内工程化应用研究还存在不足。一是这些数据集来源于国外家庭，其电器种类与使用习惯与国内家庭存在很大差异；二是这些数据集非统一标准，且采集频度难以满足使用需求。国内在数据集发布方面尚处于空白，主要原因是缺乏标准化的便携式电器录波装置，无法大规模录波，这极大制约了NILM技术的工程化应用。

综上所述，目前针对非侵入式负荷辨识研究需求的电器录波装置尚处于空白，有必要提出可方便地在多场景下对家用电器进行录波，为非侵入式负荷辨识研究提供大量数据样本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于家用电器录波方法及装置，可以满足各类使用场景下电器录波，为建立较大规模的负荷特征库提供了基础设备。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于家用电器的录波方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：在供电插排单元上串联一个取电插头及其附属线缆，供电插排单元通过所述取电插头及其附属线缆与电网连接，

步骤2：在所述供电插排单元上并联电压取样单元，通过所述电压取样单元将家用电器工作时的工作电压转换为模/数转换单元可处理的模拟信号；

步骤3：在所述供电插排单元上串联电流取样单元，通过所述电流取样单元将家用电器工作时的工作电流转换为模/数转换单元可处理的模拟信号；

步骤4：通过模/数转换单元采集所述电压取样单元和电流取样单元输出的模拟信号，并将采集的模拟信号转换为数字信号；

步骤5：控制单元读取所述数字信号，并通过通信单元上传至存储单元进行存储。

本发明还进一步采用以下优选技术方案：

在步骤2中，所述电压取样单元包括电压互感器，将家用电器工作时的工作电压转换为小电压，其中，所述小电压被定义为不大于5V的电压。

所述电流取样单元包括多个电流互感器以及电阻，将家用家用电器工作时的工作电流转换为小电压，其中，所述小电压被定义为不大于5V的电压。