[发明专利]一种多类别典型负荷特征分析提取方法

说明书

一种多类别典型负荷特征分析提取方法，包括如下步骤：采集电能表负荷侧的多维用电数据；利用多维用电数据计算负荷的有功功率；基于有功功率的变化情况监测负载动作事件的发生时刻；以负载动作事件发生时刻为基准，向前和向后分别提取t个周期内的多维用电数据；根据多维用电数据，分析计算获得负荷的稳态特征数据和暂态特征数据；构造时间序列滑窗，提取与稳态特征数据和暂态特征数据联合匹配的负荷的非电气特征数据。本发明通过对家用负荷的稳态特征、暂态特征和非电气特征的提取，多特征联合匹配，克服了单一特征进行负载检测识别的缺点，在应用过程中表现出识别效率高、误差小的优点。

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，具体而言，涉及一种多类别典型负荷特征分析提取方法。

背景技术

随着下一代电能表技术的成熟，非介入式用电负荷辨识将成为物联电表的必备功能之一，国内主流电表厂家、用电新技术研究企业开始投入大量人力物力对非介入式负荷辨识技术进行预研究，这些研究依赖电器负荷数据样本库，从而形成了一个对居民负荷数据采集装置需求的客观外部市场。

在侵入式家用负荷识别技术中，负荷的特征是该技术分析的基础。一般的，家用负荷的特征分为稳态与暂态两类。其中，前者为设备稳定运行状态时可提取的特征量，后者是在设备投切操作时表现出的特征信息，缺少针对非电气特征的提取，而且，现有的稳态和暂态特征在应用过程中表现出识别效率低下，误差较大，扩展性差等问题。现有技术中，常常以单一的负荷特征作为负载检测识别的主要依据，这使得负载检测准确度和可行度都比较低，无法作为智能电网的数据支撑。

综上，需要全方位的提取负荷特征，将多类型的负荷特征进行有效匹配，实现对负载的准确检测与识别。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种多类别典型负荷特征分析提取方法，通过对负荷的稳态特征、暂态特征和非电气特征的提取，实现多类型的负荷特征的联合匹配，克服了仅仅使用单一负荷特征进行负载检测识别的缺点。

本发明采用如下的技术方案。

一种多类别典型负荷特征分析提取方法包括：

步骤1，采集电能表负荷侧的多维用电数据；

步骤2，利用多维用电数据计算负荷的有功功率；基于有功功率的变化情况监测负载动作事件的发生时刻；

步骤3，以负载动作事件发生时刻为基准，向前和向后分别提取t个周期内的多维用电数据；

步骤4，根据多维用电数据，分析计算获得负荷的稳态特征数据和暂态特征数据；

步骤5，构造时间序列滑窗，提取与稳态特征数据和暂态特征数据联合匹配的负荷的非电气特征数据。

优选地，步骤1中，多维用电数据包括：稳态有功功率、稳态无功功率、稳态谐波电流和暂态电流。

优选地，步骤2包括：

步骤2.1，采用傅里叶分解计算有功功率P，满足如下关系式：

式中，U_k为电压有效值，I_k为电流有效值，k为谐波次数，且k＝0,1,2...；φ_k为各谐波次数对应的功率因数角；

步骤2.2，监测当前周期下有功功率相对上一周期的变化值ΔP，当变化值ΔP的绝对值大于预设的阈值时，则确定当前周期发生负载动作事件，记录负载动作事件发生时刻。

优选地，步骤3中，周期的个数t不小于6。

优选地，步骤4中，稳态特征数据包括：有功功率、无功功率、电流波形特征、V-I轨迹特征、谐波含量及谐波组合排序。