CN104111395A - 用户侧投运用电设备的识别方法 - Google Patents

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Abstract

一种用户侧投运用电设备的识别方法，涉及电量管理技术领域，所解决的是减少分项用电统计成本及统计误差的技术问题。该方法先构建用户侧用电设备的设备组合集合，并记录设备组合集合中的每一种设备组合的负荷特性信息；再根据所构建的设备组合集合中的各种设备组合的负荷特性信息来识别当前时刻用户侧所投运的用电设备。本发明提供的方法，适用于用户侧电能的分项统计。

Description

用户侧投运用电设备的识别方法
技术领域
本发明涉及电量管理技术，特别是涉及一种用户侧投运用电设备的识别方法的技术。
背景技术
电力系统中都配备有用于监测电力用户用电状况的能耗监测系统，电力企业可以通过能耗监测系统监测电力用户的电力分项能耗，在低压配电用户侧，电力分项能耗是根据建筑能耗的主要用途进行划分的，电力分项能耗是采集和整理后的能耗数据，如空调用电、动力用电、照明用电、特殊用电等。
现有的分项用电统计方法是在用户侧安装大量的电能表计来监测用户侧的各个用电设备，以统计出用户侧各个用电设备的用电信息，这种方法所需的电能表计投入成本较高，而且在很多情况下用户侧不具备安装大量电能表计的条件，只能安装少量的电能表计或只能安装单个电能表计，因而难以统计出用户侧不同设备的用电情况，从而给分项用电统计带来误差。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能减少分项用电统计成本及统计误差的用户侧投运用电设备的识别方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种用户侧投运用电设备的识别方法，其特征在于：先构建用户侧用电设备的设备组合集合，再根据所构建的设备组合集合来识别当前时刻用户侧所投运的用电设备；
1)构建用户侧用电设备的设备组合集合的具体步骤如下：
1.1)将用户侧的各个用电设备逐一的单独开启，并记录每一个用电设备在稳态运行时的稳态负荷特性，用电设备的稳态负荷特性包括：30次内的奇次谐波电流含有率、有功功率、无功功率、基波电流；
1.2)设定一个元素数量值为k，设用户侧用电设备的总数为n，有1≤k≤n；
1.3)按照任取k个用电设备组合的方式，对用户侧的各用电设备进行组合，得到A(n，k)种设备组合，A(n，k)＝n！/((n-k)！×k！)，A(n，k)种设备组合构成一个设备组合集合；
1.4)对设备组合集合中的各种设备组合进行筛选，筛选规则为：
在用户侧，每一种设备组合中的各个用电设备投入运行时，其它的用电设备都退出运行，如果一种设备组合中的各个用电设备投入运行时，该设备组合中存在着必须与某个退出运行的用电设备同时投入运行的用电设备，则将该设备组合从设备组合集合中删除；
1.5)记录设备组合集合中的每一种设备组合的负荷特性信息，设备组合的负荷特性信息的信息结构为：
T(m)＝{R(m),I(m,2j-1),P(m),Q(m)，1≤j≤15}；
其中，T(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的负荷特性信息，R(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的设备投运信息，j为整数，I(m,2j-1)为设备组合集合中的第m个设备组合30次内的包含基波的奇次谐波电流含有率，P(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功功率，Q(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功功率；
2)识别当前时刻用户侧所投运的用电设备的具体步骤如下：
2.1)获取用户侧电能表计的30次内的奇次谐波电流含有率实时值、有功功率实时值、无功功率实时值；
其中，用户侧电能表计是指：用户供电低压侧的关口表计，及用户侧非负荷出线的分项表计；
2.2)预先设定一个误差阈值，计算设备组合集合中的各种设备组合的负荷比对特征值，并根据计算结果来识别当前时刻用户侧所投运的用电设备；
设备组合的负荷比对特征值计算公式为：
∂ ( m ) = S ( m ) / CI ;
β(m)＝P(m)/Cp；
γ(m)＝Q(m)/Cq；
S ( m ) = Σ i = 1 15 I ( m , 2 i - 1 ) + λ Σ i = 1 15 I ( m , 2 i - 1 ) 2 ;
CI = Σ i = 1 15 I ( 2 i - 1 ) + λ Σ i = 1 15 I ( 2 i - 1 ) 2 ;
其中，为设备组合集合中的第m个设备组合的电流比对特征值，β(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功比对特征值，γ(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功比对特征值，P(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功功率，Q(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功功率，Cp为用户侧有功功率实时值，Cq为用户侧无功功率实时值，I(m,2i-1)为设备组合集合中的第m个设备组合的第2i-1次谐波电流含有率，I(2i-1)为用户侧第2i-1次谐波电流含有率实时值，λ为二次系数；
如果存在 fabs [ &PartialD; ( m ) &times; &beta; ( m ) &times; &gamma; ( m ) - 1 ] < &tau; , 则判定当前时刻用户侧所投运的用电设备，与设备组合集合中的第m个设备组合一致；
其中，fabs[]为取绝对值函数，τ为预先设定的误差阈值，τ的典型值取0.05。
进一步的，步骤2.2)中，二次系数λ的取值为0.9。
进一步的，步骤2.2)中，误差阈值τ的取值为0.05。
本发明提供的用户侧投运用电设备的识别方法，根据用户侧用电设备各种组合方式下的负荷特性，及用户侧电能表计的负荷特征实时值，识别出当前时刻用户侧所投运的用电设备，该方法不需要安装大量电能表计，能减少分项用电统计成本及统计误差。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
本发明实施例所提供的一种用户侧投运用电设备的识别方法，其特征在于：先构建用户侧用电设备的设备组合集合，再根据所构建的设备组合集合来识别当前时刻用户侧所投运的用电设备；
1)构建用户侧用电设备的设备组合集合的具体步骤如下：
1.1)将用户侧的各个用电设备逐一的单独开启，并记录每一个用电设备在稳态运行时的稳态负荷特性，用电设备的稳态负荷特性包括：30次内的奇次谐波电流含有率、有功功率、无功功率、基波电流；
1.2)设定一个元素数量值为k，设用户侧用电设备的总数为n，有1≤k≤n；
1.3)按照任取k个用电设备组合的方式，对用户侧的各用电设备进行组合，得到A(n，k)种设备组合，A(n，k)＝n！/((n-k)！×k！)，A(n，k)种设备组合构成一个设备组合集合；
1.4)对设备组合集合中的各种设备组合进行筛选，筛选规则为：
在用户侧，每一种设备组合中的各个用电设备投入运行时，其它的用电设备都退出运行，如果一种设备组合中的各个用电设备投入运行时，该设备组合中存在着必须与某个退出运行的用电设备同时投入运行的用电设备，则将该设备组合从设备组合集合中删除；
1.5)记录设备组合集合中的每一种设备组合的负荷特性信息，设备组合的负荷特性信息的信息结构为：
T(m)＝{R(m),I(m,2j-1),P(m),Q(m)，1≤j≤15}；
其中，T(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的负荷特性信息，R(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的设备投运信息，j为整数，I(m,2j-1)为设备组合集合中的第m个设备组合30次内的包含基波的奇次谐波电流含有率，P(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功功率，Q(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功功率；
2)识别当前时刻用户侧所投运的用电设备的具体步骤如下：
2.1)获取用户侧电能表计的30次内的奇次谐波电流含有率实时值、有功功率实时值、无功功率实时值；
其中，用户侧电能表计是指：用户供电低压侧的关口表计，及用户侧非负荷出线的分项表计；
2.2)预先设定一个误差阈值，计算设备组合集合中的各种设备组合的负荷比对特征值，并根据计算结果来识别当前时刻用户侧所投运的用电设备；
设备组合的负荷比对特征值计算公式为：
&PartialD; ( m ) = S ( m ) / CI ;
β(m)＝P(m)/Cp；
γ(m)＝Q(m)/Cq；
S ( m ) = &Sigma; i = 1 15 I ( m , 2 i - 1 ) + &lambda; &Sigma; i = 1 15 I ( m , 2 i - 1 ) 2 ;
CI = &Sigma; i = 1 15 I ( 2 i - 1 ) + &lambda; &Sigma; i = 1 15 I ( 2 i - 1 ) 2 ;
其中，为设备组合集合中的第m个设备组合的电流比对特征值，β(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功比对特征值，γ(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功比对特征值，P(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功功率，Q(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功功率，Cp为用户侧有功功率实时值，Cq为用户侧无功功率实时值，I(m,2i-1)为设备组合集合中的第m个设备组合的第2i-1次谐波电流含有率，I(2i-1)为用户侧第2i-1次谐波电流含有率实时值，λ为二次系数，其值为常量，其典型值为0.9；
如果存在 fabs [ &PartialD; ( m ) &times; &beta; ( m ) &times; &gamma; ( m ) - 1 ] < &tau; , 则判定当前时刻用户侧所投运的用电设备，与设备组合集合中的第m个设备组合一致；
其中，fabs[]为取绝对值函数，τ为预先设定的误差阈值，τ的典型值取0.05。

Claims (3)

1.一种用户侧投运用电设备的识别方法，其特征在于：先构建用户侧用电设备的设备组合集合，再根据所构建的设备组合集合来识别当前时刻用户侧所投运的用电设备；
1)构建用户侧用电设备的设备组合集合的具体步骤如下：
1.1)将用户侧的各个用电设备逐一的单独开启，并记录每一个用电设备在稳态运行时的稳态负荷特性，用电设备的稳态负荷特性包括：30次内的奇次谐波电流含有率、有功功率、无功功率、基波电流；
1.2)设定一个元素数量值为k，设用户侧用电设备的总数为n，有1≤k≤n；
1.3)按照任取k个用电设备组合的方式，对用户侧的各用电设备进行组合，得到A(n，k)种设备组合，A(n，k)＝n！/((n-k)！×k！)，A(n，k)种设备组合构成一个设备组合集合；
1.4)对设备组合集合中的各种设备组合进行筛选，筛选规则为：
在用户侧，每一种设备组合中的各个用电设备投入运行时，其它的用电设备都退出运行，如果一种设备组合中的各个用电设备投入运行时，该设备组合中存在着必须与某个退出运行的用电设备同时投入运行的用电设备，则将该设备组合从设备组合集合中删除；
1.5)记录设备组合集合中的每一种设备组合的负荷特性信息，设备组合的负荷特性信息的信息结构为：
T(m)＝{R(m),I(m,2j-1),P(m),Q(m)，1≤j≤15}；
其中，T(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的负荷特性信息，R(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的设备投运信息，j为整数，I(m,2j-1)为设备组合集合中的第m个设备组合30次内的包含基波的奇次谐波电流含有率，P(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功功率，Q(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功功率；
2)识别当前时刻用户侧所投运的用电设备的具体步骤如下：
2.1)获取用户侧电能表计的30次内的奇次谐波电流含有率实时值、有功功率实时值、无功功率实时值；
其中，用户侧电能表计是指：用户供电低压侧的关口表计，及用户侧非负荷出线的分项表计；
2.2)预先设定一个误差阈值，计算设备组合集合中的各种设备组合的负荷比对特征值，并根据计算结果来识别当前时刻用户侧所投运的用电设备；
设备组合的负荷比对特征值计算公式为：
&PartialD; ( m ) = S ( m ) / CI ;
β(m)＝P(m)/Cp；
γ(m)＝Q(m)/Cq；
S ( m ) = &Sigma; i = 1 15 I ( m , 2 i - 1 ) + &lambda; &Sigma; i = 1 15 I ( m , 2 i - 1 ) 2 ;
CI = &Sigma; i = 1 15 I ( 2 i - 1 ) + &lambda; &Sigma; i = 1 15 I ( 2 i - 1 ) 2 ;
其中，为设备组合集合中的第m个设备组合的电流比对特征值，β(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功比对特征值，γ(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功比对特征值，P(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的有功功率，Q(m)为设备组合集合中的第m个设备组合的无功功率，Cp为用户侧有功功率实时值，Cq为用户侧无功功率实时值，I(m,2i-1)为设备组合集合中的第m个设备组合的第2i-1次谐波电流含有率，I(2i-1)为用户侧第2i-1次谐波电流含有率实时值，λ为二次系数；
如果存在 fabs [ &PartialD; ( m ) &times; &beta; ( m ) &times; &gamma; ( m ) - 1 ] < &tau; , 则判定当前时刻用户侧所投运的用电设备，与设备组合集合中的第m个设备组合一致；
其中，fabs[]为取绝对值函数，τ为预先设定的误差阈值，τ的典型值取0.05。
2.根据权利要求1所述的用户侧投运用电设备的识别方法，其特征在于：步骤2.2)中，二次系数λ的取值为0.9。
3.根据权利要求1所述的用户侧投运用电设备的识别方法，其特征在于：步骤2.2)中，误差阈值τ的取值为0.05。
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