一种非侵入式家用负荷特征自动提取方法与装置与流程

技术特征：

1.一种非侵入式家用负荷特征自动提取方法，其特征在于包括下述的步骤：

S1于所监测用户家庭用电入口处对电压和电流采样；

S2根据S1所得实时采样信息，实时监测用户家庭内的有效负荷投切事件；

S3截取有效负荷投切事件前后电压和电流各N个周期的采样数据，其中N为非零正整数；

S4根据S3所得投切事件前后采样数据，分析计算得到负荷稳态和暂态特征，所述负荷稳态和暂态特征包括有功增量、无功增量和电流特征向量，所述电流特征向量包括电流总谐波含量、电流偶次谐波含量和负荷启停暂态电流变化窗口长度三个特征；

S5对同一设备启动与停止操作，重复执行K次S2、S3、S4所述过程，K为非零正整数；

S6将S5所得K次负荷稳态和暂态特征数据求取平均值。

2.根据权利要求1所述的非侵入式家用负荷特征自动提取方法，其特征在于S2当监测到有功值发生变化且变化值大于预定阈值，则执行S3；否则，继续执行S2；S3为截取有功值变化前后电压和电流各N个周期的采样数据。

3.根据权利要求1所述的非侵入式家用负荷特征自动提取方法，其特征在于S4中所述有功增量和无功增量定义如下：

P_delta＝P_cur-P_pre(1)

Q_delta＝Q_cur-Q_pre(2)

式(1)内P_delta为有功增量，P_cur为负荷启停操作后有功数值，P_cur为负荷启停操作前有功数值；式(2)内Q_delta为无功增量，Q_cur为负荷启停操作后无功数值，Q_cur为负荷启停操作前无功数值。

4.根据权利要求1所述的非侵入式家用负荷特征自动提取方法，其特征在于S4中所述电流特征向量定义如下：

I_SPECTRUM＝[CHD_total,CHD_second,TWL](3)

${\mathrm{CHD}}_{total}=\sqrt{\underset{i=2}{\overset{M}{\Σ}}({\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}i}*{\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}i}+{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}i}*{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}i})/({\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}1}*{\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}1}+{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}1}*{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}1})}---\left(4\right)$

${\mathrm{CHD}}_{\sec ond}=\sqrt{({\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}2}*{\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}2}+{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}2}*{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}2})/({\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}1}*{\mathrm{RE}}_{\mathrm{\Δ}1}+{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}1}*{\mathrm{IM}}_{\mathrm{\Δ}1})}---\left(5\right)$

RE_Δi＝abs(REcur_i-REpre_i),(i＝1,…,M)(6)

IM_Δi＝abs(IMcur_i-IMpre_i),(i＝1,…,M)(7)

${\mathrm{RExxx}}_i=\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}{\mathrm{re}}_i^j/N,(xxx=pre,cur;i=1,...,M)---\left(8\right)$

${\mathrm{IMxxx}}_i=\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}{\mathrm{im}}_i^j/N,(xxx=pre,cur;i=1,...,M)---\left(9\right)$

其中，I_SPECTURM为电流特征向量，CHD_total为电流总谐波含量，CHD_second为电流偶次谐波含量，TWL为负荷启停暂态电流变化窗口长度；

RE_Δi为负荷启停操作前后电流i次谐波实部均值变化量，IM_Δi为变化前后电流i次谐波虚部均值变化量，REpre_i为负荷启停操作前电流i次谐波实部均，IMpre_i为负荷启停操作前电流i次谐波虚部均，REcur_i为负荷启停操作后电流i次谐波实部均，IMcur_i为负荷启停操作后电流i次谐波虚部均；

为第j个周波内i次谐波实部，为第j个周波内i次谐波虚部，N为参与电流谐波分析的周波数，M为电流分析最高谐波次数，abs为取绝对值操作符。

5.根据权利要求1所述的非侵入式家用负荷特征自动提取方法，其特征在于S4中所述负荷启停暂态电流变化窗口长度定义为：

TWL＝(POS_cur-POS_pre)*COEFF(10)

其中POS_cur为负荷启停操作后采样点索引值，POS_pre为负荷启停操作前采样点索引值，COEFF为两个相邻功率点之间的时间常量。

6.根据权利要求1所述的非侵入式家用负荷特征自动提取方法，其特征在于S6求取平均值后，按指定格式发送至用户端进行信息标注。

7.一种非侵入式家用负荷特征自动提取装置，其特征在于包括：

数据采样模块：用于在所监测用户家庭用电入口处对电压和电流采样；

事件监测模块：用于根据数据采样模块所得实时采样信息，实时监测用户家庭内的有效负荷投切事件并截取有效负荷投切事件前后电压和电流各N个周期的采样数据；

特征提取模块：用于根据事件监测模块所得投切事件前后采样数据，分析计算得到负荷稳态和暂态特征；所述负荷稳态和暂态特征包括有功增量、无功增量和电流特征向量，所述电流特征向量包括电流总谐波含量、电流偶次谐波含量和负荷启停暂态电流变化窗口长度三个特征；

求取平均值模块：用于对同一设备启动与停止操作，事件监测模块和特征提取模块重复执行K次得到的负荷稳态和暂态特征数据求取平均值。

8.根据权利要求7所述的非侵入式家用负荷特征自动提取装置，其特征在于还包括：

网络通信模块：用于将负荷特征信息发送至人机交互模块；

人机交互模块：用于中断用户对环境新发现的负荷特征进行标注，并将标准后的特征信息存入负荷知识库。