【摘要】：電器設(shè)備中的能源消耗是一個廣受關(guān)注的話題,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電器設(shè)備的能源負(fù)荷監(jiān)測和分解問題日漸成為研究人員的關(guān)注熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的家庭能源監(jiān)測方案一般在單個電器負(fù)荷的配電輸出口安裝傳感設(shè)備來監(jiān)測電器設(shè)備的使用情況以及能源消耗,這種被稱作侵入式的負(fù)荷分解方案需要極大的人力和物力,而且對用戶的正常生活也造成了負(fù)擔(dān)。而非侵入式負(fù)荷監(jiān)測通過在家庭的電力總?cè)肟谔幇惭b的傳感設(shè)備來采集相關(guān)電力信號,并將這些信號所攜帶的信息進(jìn)行處理和提取,最終進(jìn)行系統(tǒng)性的建模從而得到家庭內(nèi)的每一個用電負(fù)荷的類型以及相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)。相比之下,這種監(jiān)測方案的安裝設(shè)備具有的較高的性價比,但是同時它也存在著諸多的限制和挑戰(zhàn)。如何對采集到的信號進(jìn)行處理以及如何兼顧識別效率達(dá)到正確高效的進(jìn)行電器設(shè)備的能源負(fù)荷監(jiān)測和分解是研究人員迫切需要解決的難點(diǎn)。本文以自主研發(fā)的智能插座硬件為基礎(chǔ),主要針對穩(wěn)態(tài)下特征選擇和負(fù)荷分解兩個模塊進(jìn)行研究,并在Matlab軟件仿真平臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文的主要研究內(nèi)容包括:(1)首先通過自主研發(fā)的智能插座硬件設(shè)備對電器數(shù)據(jù)信號進(jìn)行采集,研究不同種類家用電器在穩(wěn)態(tài)的電壓、電流數(shù)據(jù)信號的特點(diǎn),提取這些電器數(shù)據(jù)信號中的高效特征作為待選特征參數(shù),提出采用多特征進(jìn)行建模的方式,充分利用多種特征攜帶的有效信息用于有效的識別。在此同時本文還基于這些多特征參數(shù)建立了用于多種電器辨識的特征數(shù)據(jù)集。(2)在非侵入式分解系統(tǒng)中,在系統(tǒng)中如何判定是否有電器狀態(tài)發(fā)生改變的事件檢測也是重要的環(huán)節(jié)之一,本文利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的變點(diǎn)識別,即利用一定的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)或統(tǒng)計(jì)方法,對時間序列的狀態(tài)進(jìn)行觀測,以便準(zhǔn)確有效地估計(jì)出變點(diǎn)的位置。再結(jié)合滑動窗口來判定系統(tǒng)中電器狀態(tài)改變事件。(3)在系統(tǒng)模型最后環(huán)節(jié),負(fù)荷識別中,本文采用基于優(yōu)化的方案,即利用最小化未知負(fù)荷特征與已知負(fù)荷特征組合之間的誤差來尋找最接近的可能匹配,根據(jù)電器的穩(wěn)態(tài)工作中的統(tǒng)計(jì)特征提出了二次規(guī)劃來建立模型,并根據(jù)粒子群算法的優(yōu)勢來進(jìn)行求解模型,最終達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM503.5
【圖文】：

器負(fù)載的用電信息以及它們對應(yīng)的運(yùn)作狀態(tài)，從而達(dá)到類似侵入式的分解的效果。逡逑非侵入式的負(fù)荷監(jiān)測的過程一般分為．？（１）原始電力數(shù)據(jù)獲取，（２）負(fù)荷特征提逡逑取，（３）事件檢測，（４）負(fù)荷識別，這些過程如圖２．１所示。逡逑７逡逑

本論文中研究的電力數(shù)據(jù)來自于自主設(shè)計(jì)和研發(fā)的智能化硬件傳感收集器。逡逑研發(fā)該硬件設(shè)備是為了能夠從非侵入式的整體系統(tǒng)出發(fā)，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、逡逑事件監(jiān)測、電器識別形成一個系統(tǒng)框架，硬件傳感器如圖２．２所示。逡逑…：１：．■＇以ｍ逡逑圖２．２智能化硬件傳感收集器逡逑該設(shè)備的電力采集分為硬件采集和高效匯聚兩個部分，實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)插座的逡逑改造，具有感知電流流通情況、數(shù)據(jù)無線傳輸和遠(yuǎn)程控制的能力，利用電器識別逡逑和能源分解算法，推測電器級別用電數(shù)據(jù)，并優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)路由方式，實(shí)現(xiàn)高效逡逑節(jié)能的數(shù)據(jù)采集，為智能管理用電提供了硬件和本地匯聚方案。逡逑智能插座不同于傳統(tǒng)的插座，除了電源接口之外，內(nèi)部還具有ＵＳＢ接口和逡逑ＷＩＦＩ連接裝置，讓用戶可以實(shí)時了解家庭內(nèi)部的用電情況通過智能方式控制家逡逑電，遠(yuǎn)程開啟遙控家電智能生活的新時代。不同于其他智能插座，智能插座在硬逡逑１０逡逑

第二章電力負(fù)荷識別與分解的相關(guān)技術(shù)逡逑現(xiàn)了強(qiáng)弱電隔離，還擁有強(qiáng)大的云端數(shù)據(jù)存儲與分析平臺，基本實(shí)現(xiàn)了家逡逑智能化。該硬件的功能主要包括：遠(yuǎn)程控制、定時功能、延時功能、安全逡逑多端控制、用電計(jì)量、智能聯(lián)動等Ｗ。智能插座的設(shè)計(jì)包括供電模塊、功逡逑模塊、電平處理模塊。逡逑電模塊實(shí)現(xiàn)了邋２２０Ｖ交流電轉(zhuǎn)換到５Ｖ直流供電，最終轉(zhuǎn)化為用于數(shù)字的３．３Ｖ電壓，如圖２．３和２．４所示。逡逑Ｕ１邐逡逑Ｌ￣W丨ｍｉＩ邐邋２－Ｖｏ邐邐逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2766637