一种用于用电设备状态变化判定的方法及系统与流程

本发明涉及电力负荷用电监测与信号处理，并且更具体地，涉及一种用于用电设备状态变化判定的方法及系统。

背景技术：

1、工商业用户作为电力用户的重要组成部分，其用电负荷特征呈高占比、多样化的发展趋势，对电网源、网、荷、储的升级、运行和维护都有着重要的影响。

2、用户的用电负荷及运行情况的实时感知对用户保障用电安全，提高用电能效具有十分重要的意义。在用户的用电设备处直接安装介入式监测设备投资较大，维护成本高，因此对于大部分用电用户可以选择非介入式负荷监测的方案。

3、对于工业用电设备，大多数设备均为变频电机型设备，且数十台以上的设备同时运行的情况较为常见，现有的用电设备的电气特征工程无法精准实现多台同类型设备的区分与辨识，现有负荷辨识算法在工业用户的应用场景中也表现不佳。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种用于用电设备状态变化判定的方法，包括：

2、录制用电设备在不同运行阶段的三相电流波形，并基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征；

3、确定所述电流间谐波频谱特征中，不同的电流间谐波频谱特征间的相关性，基于所述相关性生成用电设备的间谐波特征簇；

4、根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量；

5、通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化。

6、可选的，不同运行阶段，包括如下中的至少一种：启动阶段、停机阶段、稳定生产阶段和调档阶段。

7、可选的，基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征，具体为：针对所述三相电流波形进行快速傅里叶变换，以获取用电设备的电流间谐波频谱特征。

8、可选的，根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量，具体为：

9、针对所述间谐波特征簇，以所述间谐波特征簇中，所述用电设备停机阶段的特征值作为用电设备特征变化的基础值，计算所述用电设备在每个运行阶段下电流间谐波频谱特征的幅值变化比例；

10、基于所述幅值变化比例，将幅值变化最大的前n个电流间谐波频谱特征设定为监测特征，并基于监测特征生成监测特征频率簇；

11、以所述监测特征频率簇，及所述监测特征对应的幅值变化比例作为所述用电设备的状态变化标定特征量。

12、可选的，通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化，具体为：获取所述目标用电设备的状态变化特征量，将所述状态变化特征量与状态变化标定特征量进行对比，来确定所述状态变化特征量与状态变化标定特征量的相似度，根据相似度来确定目标用电设备的状态变化。

13、再一方面，本发明还提出了一种用于用电设备状态变化判定的系统，包括：

14、采集单元，用于录制用电设备在不同运行阶段的三相电流波形，并基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征；

15、计算单元，用于确定所述电流间谐波频谱特征中，不同的电流间谐波频谱特征间的相关性，基于所述相关性生成用电设备的间谐波特征簇；

16、特征提取单元，用于根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量；

17、判定单元，用于通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化。

18、可选的，不同运行阶段，包括如下中的至少一种：启动阶段、停机阶段、稳定生产阶段和调档阶段。

19、可选的，采集单元基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征，具体为：针对所述三相电流波形进行快速傅里叶变换，以获取用电设备的电流间谐波频谱特征。

20、可选的，特征提取单元根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量，具体为：

21、针对所述间谐波特征簇，以所述间谐波特征簇中，所述用电设备停机阶段的特征值作为用电设备特征变化的基础值，计算所述用电设备在每个运行阶段下电流间谐波频谱特征的幅值变化比例；

22、基于所述幅值变化比例，将幅值变化最大的前n个电流间谐波频谱特征设定为监测特征，并基于监测特征生成监测特征频率簇；

23、以所述监测特征频率簇，及所述监测特征对应的幅值变化比例作为所述用电设备的状态变化标定特征量。

24、可选的，判定单元通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化，具体为：获取所述目标用电设备的状态变化特征量，将所述状态变化特征量与状态变化标定特征量进行对比，来确定所述状态变化特征量与状态变化标定特征量的相似度，根据相似度来确定目标用电设备的状态变化。

25、再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；

26、处理器，用于执行一个或多个程序；

27、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。

28、再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

30、本发明提出了一种用于用电设备状态变化判定的方法，包括：录制用电设备在不同运行阶段的三相电流波形，并基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征；确定所述电流间谐波频谱特征中，不同的电流间谐波频谱特征间的相关性，基于所述相关性生成用电设备的间谐波特征簇；根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量；通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化。本发明提高了用电设备的非介入式负荷辨识技术的辨识精度与颗粒度，有利于在工厂环境中的推广与应用。

技术特征：

1.一种用于用电设备状态变化判定的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同运行阶段，包括如下中的至少一种：启动阶段、停机阶段、稳定生产阶段和调档阶段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征，具体为：针对所述三相电流波形进行快速傅里叶变换，以获取用电设备的电流间谐波频谱特征。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量，具体为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化，具体为：获取所述目标用电设备的状态变化特征量，将所述状态变化特征量与状态变化标定特征量进行对比，来确定所述状态变化特征量与状态变化标定特征量的相似度，根据相似度来确定目标用电设备的状态变化。

6.一种用于用电设备状态变化判定的系统，其特征在于，所述系统包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述不同运行阶段，包括如下中的至少一种：启动阶段、停机阶段、稳定生产阶段和调档阶段。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述采集单元基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征，具体为：针对所述三相电流波形进行快速傅里叶变换，以获取用电设备的电流间谐波频谱特征。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述特征提取单元根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量，具体为：

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述判定单元通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化，具体为：获取所述目标用电设备的状态变化特征量，将所述状态变化特征量与状态变化标定特征量进行对比，来确定所述状态变化特征量与状态变化标定特征量的相似度，根据相似度来确定目标用电设备的状态变化。

11.一种计算机设备，其特征在于，包括：

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种用于用电设备状态变化判定的方法及系统，属于电力负荷用电监测与信号处理技术领域。本发明方法，包括：录制用电设备在不同运行阶段的三相电流波形，并基于所述三相电流波形获取用电设备的电流间谐波频谱特征；确定所述电流间谐波频谱特征中，不同的电流间谐波频谱特征间的相关性，基于所述相关性生成用电设备的间谐波特征簇；根据所述间谐波特征簇，获取所述用电设备的状态变化标定特征量；通过所述状态变化标定特征量，来判定目标用电设备的状态变化。本发明提高了用电设备的非介入式负荷辨识技术的辨识精度与颗粒度，有利于在工厂环境中的推广与应用。

技术研发人员：殷小东,易姝慧,周晖,刘俊杰,刘俭,王健,周峰,雷民,方田,张军,姚力,陆春光,刘炜,吴平,陈卓
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15