【摘要】：配電網(wǎng)能效監(jiān)測系統(tǒng)中,針對居民用電負(fù)荷的能效監(jiān)測分析對于區(qū)域配電網(wǎng)的能效監(jiān)測、節(jié)能降耗、削峰填谷、緩解社會用能緊張等方面,具有非常重要的意義。現(xiàn)有的居民用戶電力負(fù)荷監(jiān)測,從數(shù)據(jù)采集上可分為侵入式和非侵入式兩種。侵入式負(fù)荷監(jiān)測(Intrusive Load Monitor,ILM),即是對居民用戶所有用電設(shè)備均裝以數(shù)據(jù)采集裝置,從而采集到詳細(xì)而精準(zhǔn)的家庭用電設(shè)備負(fù)荷信息,以此分析用戶用電行為。而非侵入式負(fù)荷監(jiān)測,也被稱之為非侵入式負(fù)荷分解(Non-Intrusive Load Disaggregation),其只利用單個(gè)智能電表或其他智能電量采集設(shè)備來采集居民用戶整體用電負(fù)荷信號,然后利用用電設(shè)備的某些先驗(yàn)性信息(如各用電設(shè)備工作時(shí)的特征和狀態(tài)數(shù)據(jù))和算法模型,將采集的居民電力用戶的總用電負(fù)荷大致分解為單個(gè)用電設(shè)備負(fù)荷,從而進(jìn)行分析和決策。相對于侵入式負(fù)荷監(jiān)測,非侵入式負(fù)荷分解具有低成本、易維護(hù)的優(yōu)勢和裝置簡便的特點(diǎn),其現(xiàn)有缺點(diǎn)在于對負(fù)荷的分解精度較低,且所需數(shù)據(jù)采樣頻率較高�？紤]到以上問題,本文基于譜圖理論,提出一種以低頻采樣數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)居民用電負(fù)荷非侵入式分解的方法。首先,以用戶總負(fù)采樣信號的相鄰采樣點(diǎn)差值來建立總負(fù)荷的圖結(jié)構(gòu),同時(shí)通過對已知的各用電設(shè)備負(fù)荷信號相鄰采樣點(diǎn)差值的分類來定義各用電設(shè)備的圖信號先驗(yàn)信息。然后,通過圖拉普拉斯變換得到的圖全變差函數(shù)來重構(gòu)用電設(shè)備圖信號的未知部分,重構(gòu)過程中針對采樣信號的平滑性所導(dǎo)致的重構(gòu)圖信號數(shù)值非標(biāo)準(zhǔn)化的問題,以模糊規(guī)整方法來解決。最后,對重構(gòu)的圖信號中相鄰非零值之間的間隔所對應(yīng)的負(fù)荷信號時(shí)段,其負(fù)荷數(shù)值賦以該用電設(shè)備的對應(yīng)狀態(tài)數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)各用電設(shè)備時(shí)序信號的重構(gòu)。本文采用AMPds數(shù)據(jù)集,從采樣頻率、先驗(yàn)信息量等方面進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),同時(shí)以基于因子隱馬爾科夫模型的非侵入式負(fù)荷分解方法做對比實(shí)驗(yàn),以總負(fù)荷分解精度和單個(gè)用電設(shè)備信號相似度等指標(biāo)對結(jié)果進(jìn)行分析。多組實(shí)驗(yàn)表明,所提方法有效且實(shí)用,在較低采樣頻率和先驗(yàn)信息較少等條件下仍能實(shí)現(xiàn)較高精度負(fù)荷分解。
【圖文】：

圖 1-2 非侵入式負(fù)荷監(jiān)測的工作原理Fig.1-2 NILM Working Principle侵入式負(fù)荷監(jiān)測相關(guān)方法中均會涉及一些基本概念，在此作荷特征征，也被稱為負(fù)荷印記(Load Signatures,LS)，是非侵入式負(fù)一，幾乎所有非侵入式負(fù)荷監(jiān)測方法、模型均需借助這一概念指用電設(shè)備運(yùn)行中所表現(xiàn)出特有的反映其自身用電狀態(tài)的一隨用電設(shè)備持續(xù)運(yùn)行而不斷重復(fù)出現(xiàn)的特點(diǎn)，具有顯著的獨(dú)對不同設(shè)備的區(qū)分。現(xiàn)有研究提及或運(yùn)用的負(fù)荷特征，按所分為穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩大類。各類負(fù)荷特征因其特點(diǎn)不同而被不法所應(yīng)用，具體總結(jié)如表 1-1 所示。負(fù)荷特征提取依賴于信，但一般用電設(shè)備處于暫態(tài)過程的持續(xù)時(shí)間較短，對暫態(tài)特采樣才能得到較完整的信息，這樣對采樣硬件設(shè)備的要求就表 1-1 負(fù)荷特征種類及特性總結(jié)

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文邊的集合。G = (V , E )(2.1)對于一些特殊的圖結(jié)構(gòu)，其所含的頂點(diǎn)或邊會擁有不同的權(quán)重，這樣的圖被稱為帶權(quán)圖，一般可用式(2.2)來表示。G = (V , E , W )(2.2)其中集合 { | =1,2,3, , , }ij ijW w i, j N e E即表示邊的加權(quán)集合。如果一個(gè)圖結(jié)構(gòu)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的邊具有方向性，即稱此圖為有向圖，反之則稱其為無向圖[51]。如一個(gè)圖的結(jié)構(gòu)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間至多只有一條邊連接，同時(shí)圖結(jié)構(gòu)中也沒有出現(xiàn)環(huán)的情況，，則這種圖被稱為簡單圖。這三種圖結(jié)構(gòu)的典型情況如圖 2-1 所示。
【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】：2018
【分類號】：TM714

【參考文獻(xiàn)】

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1 曲朝陽;于華濤;郭曉利;;基于開啟瞬時(shí)負(fù)荷特征的家電負(fù)荷識別[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年S1期

2 李揚(yáng);王蓓蓓;李方興;;靈活互動的智能用電展望與思考[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年17期

3 呂志來;張東;喻宜;張志學(xué);張學(xué)深;李海;;中低壓配電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)[J];電力需求側(cè)管理;2014年06期

4 楊小彬;李和明;尹忠東;蔣利民;孟s

本文編號：2593140