【摘要】：電力,作為一種清潔無污染、轉(zhuǎn)換效率高的能源,近年來在我國能源結(jié)構(gòu)中占的比重越來越大。通過監(jiān)測建筑內(nèi)電器能耗、狀態(tài)等信息,并制定相應(yīng)的節(jié)能策略,不但可以提高能源利用率、帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益,而且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣異常、減少用電引起的事故。因此加強(qiáng)對電力負(fù)荷的監(jiān)測,對社會和個(gè)人都有重要意義。目前,主流的負(fù)荷監(jiān)測方法分為兩大類:成本較高但相對容易的侵入式方法和成本低但難度大的非侵入式方法,學(xué)術(shù)界研究主要聚焦于后者。雖然非侵入式負(fù)荷監(jiān)測從被提出以來經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展,但由于電器種類不斷增加,原有的方法在實(shí)際應(yīng)用中效果不佳,而關(guān)于整套非侵入式負(fù)荷識別系統(tǒng)的研究則很少有人涉足。本文首先分析了現(xiàn)有方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇將諧波作為研究對象,在此基礎(chǔ)上提出了負(fù)荷分解及事件檢測方法。其次,使用決策樹和邏輯斯特回歸進(jìn)行負(fù)荷識別,并在測試集上檢驗(yàn)兩種算法的準(zhǔn)確率。最后提出了解決系統(tǒng)關(guān)鍵性能的方案。具體為:1.研究現(xiàn)有的非侵入式負(fù)荷監(jiān)測方法,分析每種負(fù)荷特征的優(yōu)缺點(diǎn),考慮到在時(shí)域范圍內(nèi)進(jìn)行負(fù)荷分解比較困難,最終選擇電流諧波作為本次研究的對象。2.分析系統(tǒng)需求,提出功能需求及性能需求作為后期研究的目標(biāo)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體架構(gòu),明確技術(shù)要點(diǎn)與難點(diǎn)。3.使用軟閾值小波變換對電流進(jìn)行濾波去噪,使用離散傅里葉變換提取電流諧波。論證了電流諧波具有疊加性,從而實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷分解。依據(jù)負(fù)載發(fā)生投切時(shí)電流統(tǒng)計(jì)量隨之變化這一事實(shí),提出一種事件檢測方法。4.構(gòu)建訓(xùn)練集和測試集。使用訓(xùn)練集訓(xùn)練決策樹和邏輯斯特回歸模型,使用測試集兩種模型進(jìn)行檢驗(yàn),并在訓(xùn)練速度和準(zhǔn)確率兩方面對比模型優(yōu)劣。5.針對需求分析提出的關(guān)鍵系統(tǒng)性能,提出相應(yīng)的解決方案。對每種方案進(jìn)行測試對比后,選擇最優(yōu)的方案構(gòu)建系統(tǒng),最終使得系統(tǒng)性能有了較大的提升。
【圖文】：

圖 3-4 去噪前后電流波形Fig.3-4 Current waveform before and after de-noising對比去噪前后的波形圖可以發(fā)現(xiàn)，小波去噪可以消除電流波形上不規(guī)則的且可以較好地保留了峰值信息，達(dá)到了預(yù)期效果。.2 諧波計(jì)算原理將周期性的電流波形按照傅立葉級數(shù)展開時(shí)，頻率為原電流頻率整數(shù)倍的為諧波電流。頻率等于原周期電流頻率 k 倍的諧波稱為 k 次諧波，當(dāng) k 取 1 基波，當(dāng) k 大于 1 時(shí)的諧波統(tǒng)稱為高次諧波。不同電器的工作電流經(jīng)過傅立得到的頻譜差異很大，且負(fù)載電流在頻域范圍具有疊加性，很容易將負(fù)載分。電流波形是采樣得到的，因此得到的電流序列是離散的。離散傅里葉變換（D

圖 3-5 電流信號離散傅里葉變換后的模值.3-5 Modulus of current signal after Discrete Fourier Transform以看出，除去 0 坐標(biāo)點(diǎn)，頻譜呈現(xiàn)嚴(yán)格對稱性，但很原始信號的對應(yīng)關(guān)系。事實(shí)上，經(jīng)過 DFT 后的序列每采樣頻率為 Fs，序列長度為 N，，則這 N 個(gè)點(diǎn)將 Fs 分成分量，即頻率為 0Hz 的點(diǎn)，每點(diǎn)的頻率依次增加，每。對于上圖的實(shí)驗(yàn)，其采樣頻率為 = ，采樣點(diǎn) N對應(yīng)的頻率為 0,1,2…1599。對于幅值，假設(shè)某點(diǎn)的模為原信號在該頻率處的真實(shí)幅值。對于第一個(gè)點(diǎn)，也就的真實(shí)幅值為 。知，采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)直接決定了 DFT 后的精度。在率是固定的 1.6K，為了方便分析，以下實(shí)驗(yàn)中 DFT 時(shí)為 1Hz。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM76

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本文編號：2601471