用电设备类型辨识方法和系统与流程

技术特征：

1.一种用电设备类型辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别采集待辨识的各种用电设备的第一电参数；其中，所述第一电参数包括用电设备在开启、稳定运行和关停过程中的电压、电流、有功功率波形和无功功率波形；

对所述第一电参数进行特征提取，得到各个用电设备的第一稳态特征和第一暂态特征，并根据所述第一稳态特征和第一暂态特征分别生成各个用电设备的第一稳态特征向量和第一暂态特征向量；

采集所述各个用电设备实际工作时的第二电参数；其中，所述第二电参数包括用电设备实际工作时的电压、电流、有功功率波形和无功功率波形；

对所述第二电参数进行特征提取得到各个用电设备的第二稳态特征和第二暂态特征，并根据所述第二稳态特征和第二暂态特征分别生成各个用电设备的第二稳态特征向量和第二暂态特征向量；

根据各个用电设备的第一稳态特征向量、第一暂态特征向量、第二稳态特征向量和第二暂态特征向量，建立各个用电设备的类型辨识模型，并利用所述类型辨识模型对各个用电设备的类型进行辨识。

2.根据权利要求1所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述用电设备的类型辨识模型如下：

$\stackrel{-}{R}=K_1\·\stackrel{-}{R_W}+K_2\·\stackrel{-}{R_Z};$

$\stackrel{-}{R_W}=\left[\begin{array}{c}\frac{1}{1+Dist\left(\stackrel{-}{X_0},\stackrel{-}{X_1}\right)}\\ \frac{1}{1+Dist\left(\stackrel{-}{X_0},\stackrel{-}{X_2}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{1}{1+Dist\left(\stackrel{-}{X_0},\stackrel{-}{X_K}\right)}\end{array}\right];$

$\stackrel{-}{R_Z}=\left[\begin{array}{c}\frac{{\Σ}_{m=1}^M\frac{1}{1+Dist\left(\stackrel{-}{Y_{0,m}},\stackrel{-}{Y_{1,m}}\right)}}{M}\\ \frac{{\Σ}_{m=1}^M\frac{1}{1+Dist\left(\stackrel{-}{Y_{0,m}},\stackrel{-}{Y_{2,m}}\right)}}{M}\\ .\\ .\\ .\\ \frac{{\Σ}_{m=1}^M\frac{1}{1+Dist\left(\stackrel{-}{Y_{0,m}},\stackrel{-}{Y_{K,m}}\right)}}{M}\end{array}\right];$

式中，表示由待辨识的用电设备的第一特征向量和实际工作时的各个用电设备的第二特征向量之间的相似度构成的向量，K₁、K₂均表示实数，且K₁+K₂＝1，表示由待辨识的用电设备的第一稳态特征向量和实际工作中各个用电设备的第二稳态特征向量的相似度构成的向量，表示由待辨识的用电设备的第一暂态特征向量和实际工作中的各个用电设备的第二暂态特征向量之间的相似度构成的向量，表示各个用电设备的稳态特征向量，表示K个用电设备的第二稳态特征向量，表示第K个用电设备的稳态特征向量和该用电设备的第二稳态特征向量之间的差值向量，表示各个用电设备所有M个暂态分段中第m段的直方图特征参数组成的暂态特征向量，表示K个用电设备所有M个暂态分段中第m段的直方图特征参数组成的第二暂态特征向量。

3.根据权利要求1所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述用电设备的稳态特征包括：所述用电设备稳定运行状态下的有功功率、无功功率、功率因数角、奇次谐波电流与基波电流的相位差和电流谐波畸变率。

4.根据权利要求3所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述对所述电参数进行特征提取，得到各个用电设备的稳态特征的步骤包括：

式中，P表示用电设备的有功功率，U_h表示第h次谐波电压有效值，I_h表示第h次谐波电流有效值，θ_h表示第h次谐波电流滞后该次谐波电压的相位，Q表示用电设备的无功功率，表示用电设备的功率因数角，arctan(.)表示反正切函数，α_idx表示用电设备的奇次谐波电流与基波电流相位差，idx＝[(h_odd-1)/2]∈{1、2、3…}，h_odd∈{1、3、5、7…}表示电流谐波次数，β₁表示用电设备的基波电流相位，I_THD表示电流谐波总畸变率，表示用电设备的电流有效值。

5.根据权利要求1所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述生成各个用电设备的第一暂态特征向量的步骤包括：

记录各个用电设备在开启或关停过程中的有功功率波形和无功功率波形；

根据采样周期将所述有功功率波形和无功功率波形分别进行离散表示；

分别将所述有功功率波形和无功功率波形分成M段，得到有功功率波形和无功功率波形的序列分段；

对所述有功功率波形和无功功率波形的序列分段进行直方图序列分析，得到各个用电设备的第一暂态特征向量。

6.根据权利要求1所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述对所述第二电参数进行特征提取得到各个用电设备的第二稳态特征和第二暂态特征的步骤包括：

根据所述第二电参数，判断各个用电设备暂态过程的起始时刻；

提取各个用电设备的第二稳态特征和第二暂态特征。

7.根据权利要求6所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述根据所述第二电参数，判断各个用电设备暂态过程的起始时刻的步骤包括：

根据所述第二电参数，判断各个用电设备暂态功率波形的持续时长；

根据所述各个用电设备暂态功率波形的持续时长，选择各个用电设备的分析数据窗长度；

利用各个用电设备的分析数据窗长度，判断各个用电设备暂态过程的起始时刻。

8.根据权利要求7所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述利用各个用电设备的分析数据窗长度，判断各个用电设备暂态过程的起始时刻的步骤包括：

依次记录各个用电设备数据窗中当前采样时间点和下一个采样时间点之间有功功率的差值；

当所述差值超过预先设定的有功功率阈值时，判定当前采样时间点即为相应的用电设备暂态过程的起始时刻。

9.根据权利要求1所述的用电设备类型辨识方法，其特征在于，所述根据建立的所述各个用电设备的类型辨识模型对各个用电设备的类型进行辨识的步骤包括：

根据建立的所述各个用电设备的类型辨识模型，计算得到用电设备索引；

将所述用电设备索引输入到由各个用电设备组成的用电设备库中，对比得到采集的第二电参数所对应的用电设备类型。

10.一种用电设备类型辨识系统，其特征在于，包括：

第一采集模块，用于分别采集待辨识的各种用电设备的第一电参数；其中，所述第一电参数包括用电设备在开启、稳定运行和关停过程中的电压、电流、有功功率波形和无功功率波形；

第一提取模块，用于对所述第一电参数进行特征提取，得到各个用电设备的第一稳态特征和第一暂态特征，并根据所述第一稳态特征和第一暂态特征分别生成各个用电设备的第一稳态特征向量和第一暂态特征向量；

第二采集模块，用于采集所述各个用电设备实际工作时的第二电参数；其中，所述第二电参数包括用电设备工作时的有功功率波形和无功功率波形；

第二提取模块，用于对所述第二电参数进行特征提取得到各个用电设备的第二稳态特征和第二暂态特征，并根据所述第二稳态特征和第二暂态特征分别生成各个用电设备的第二稳态特征向量和第二暂态特征向量；

辨识模块，用于根据各个用电设备的第一稳态特征向量、第一暂态特征向量、第二稳态特征向量和第二暂态特征向量，建立各个用电设备的类型辨识模型，并利用所述类型辨识模型对各个用电设备的类型进行辨识。