CN107767037B - 一种用户用电构成解析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电气工程技术领域，更具体地，涉及一种用户用电构成解析方法。基于数据挖掘技术，通过智能电表获取制定用户家电的稳态电能信息，根据不同的时间尺度、不同的外部环境下辨识用户的负荷弹性时间，获取更加准确的用户用电解析结果。这种分析方式结合了用户家庭情况、环境因素等影响用电的因素，获得的用户用电构成解析结果更为精确，为后期电网性能改造等方案的计划和实施提供了更为科学的数据支撑。

Description

一种用户用电构成解析方法
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，更具体地，涉及一种用户用电构成解析方法。
背景技术
用户用电构成解析是基于居民用户有限的用电信息，把居民用户的用电量分解为单个或一类家电设备具体的用电量的一个过程。通过用户用电构成解析，能发现平常不必要的电能耗损，发掘出节能点，减少电费支出。目前用户用电构成解析主要采用非侵入式负荷监测方法，通过在电力入口处安装监测设备，通过监测该出的电压、电流等新型号就可以分析得到符合集群中单个负荷的种类和运行情况。这种方式仅对用户的用电设备的用电情况进行分析，然而在生活中，用电设备的使用情况受多种因素影响，仅通过对用户的用电设备的监测获得的解析结果不够全面，准确性较低。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种用户用电构成解析方法，基于数据挖掘技术，通过智能电表获取制定用户家电的稳态电能信息，根据不同的时间尺度、不同的外部环境下辨识用户的负荷弹性时间，获取更加准确的用户用电解析结果。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种用户用电构成解析方法，包括如下步骤：
S1-1：通过智能电表采集指定用户的家电稳态电能信息，绘制电能负荷曲线；
S2-1：在步骤S1-1之后，根据电能负荷曲线建立不同家电不同工作状态下的实际组合曲线和拟合组合曲线；
S3-1：在步骤S2-1之后，对实际组合曲线和拟合组合曲线进行相似度对比，获得监测用户的用电构成数据；
S1-2：在步骤S1-1执行的同时，对用户信息进行采集并通过微气象在线监测设备检测用户的周边环境的气象信息；
S2-2：在步骤S1-2之后，根据步骤S1-2采集的信息，通过数据挖掘技术和聚类分析法，识别是否存在影响居民用电构成的主导因素，若存在主导因素，采用决策树的方法解析未监测用户的同类用电构成；若不存在主导因素，则采用逼近理想解的多属性决策方法获得未监测用户的相似用户；
S3-2：在步骤S2-2之后，根据挖掘出的相似用户，进行推算获得未监测用户的用电构成解析结果；
S4：在步骤S3-1和步骤S3-2均执行完毕之后，将监测用户的用电构成数据和未监测用户的用电构成解析结果组合，形成全面的居民用户用电构成数据；
S5：在步骤S4之后，通过对居民用户用电构成数据进行分析为电网优化提供数据支持。
进一步地，步骤S1-1中家电稳态电能信息包括家电的稳态电流和功率，电能负荷曲线包括电流负荷曲线和功率负荷曲线。
进一步地，通过建立目标函数并引入皮尔逊积矩相关系数建立实际组合曲线。
进一步地，通过遗传算法得出监测用户的用电构成数据，用电构成数据包括家电工作状态及电能消耗比例。
进一步地，步骤S1-2中用户信息包括用户类别、住房面积和人数；气象信息包括环境温度和湿度。
进一步地，步骤S3-2通过序列外推法获得未监测用户的用电构成解析结果。
进一步地，步骤S5具体包括如下步骤：
S51：采用电平衡分析法，通过横向与纵向对比用户每种用电构成，为节能和用户侧优化运行提供辅助决策；
S52：提取用户用电构成数据中时间与空间上的分布特征，将负荷构成解析进一步细化到用户级，实现精细化的负荷建模；
S53：分析微气象影响每种用电构成的负荷时间弹性规律，推断每个用户的时间弹性，为电网分时电价、低频减载和低压减载提供支持。
与现有技术相比，有益效果是：首先选取具有代表性的用户实施监测，获得真实、准确的用电构成样本，对样本进行用电详细信息的采集，同时采集用户类别、面积、人数等用电相关因素，通过微气象在线检测设备，掌握用户生活区域的环境信息，获得与用电构成有关的因素信息。对采集到的用电因素信息和用电构成进行分析，获得未监测用户的用电构成解析结果，将已监测用户与未监测用户的用电构成数据组合，形成全面的居民用户用电构成数据。这种分析方式结合了用户家庭情况、环境因素等影响用电的因素，获得的用户用电构成解析结果更为精确，为后期电网性能改造等方案的计划和实施提供了更为科学的数据支撑。
附图说明
图1是本发明其中一个实施例的具体流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
如图1所示，本发明提供的一种用户用电构成解析方法，包括如下步骤：
S1-1：通过智能电表采集指定用户的家电稳态电能信息，绘制电能负荷曲线；
S2-1：在步骤S1-1之后，根据电能负荷曲线建立不同家电不同工作状态下的实际组合曲线和拟合组合曲线；
S3-1：在步骤S2-1之后，对实际组合曲线和拟合组合曲线进行相似度对比，获得监测用户的用电构成数据；
S1-2：在步骤S1-1执行的同时，对用户信息进行采集并通过微气象在线监测设备检测用户的周边环境的气象信息；
S2-2：在步骤S1-2之后，根据步骤S1-2采集的信息，通过数据挖掘技术和聚类分析法，识别是否存在影响居民用电构成的主导因素，若存在主导因素，采用决策树的方法解析未监测用户的同类用电构成；若不存在主导因素，则采用逼近理想解的多属性决策方法获得未监测用户的相似用户；
S3-2：在步骤S2-2之后，根据挖掘出的相似用户，进行推算获得未监测用户的用电构成解析结果；
S4：在步骤S3-1和步骤S3-2均执行完毕之后，将监测用户的用电构成数据和未监测用户的用电构成解析结果组合，形成全面的居民用户用电构成数据；
S5：在步骤S4之后，通过对居民用户用电构成数据进行分析为电网优化提供数据支持。
首先选取具有代表性的用户实施监测，获得真实、准确的用电构成样本。对样本进行电能信息的采集，同时采集用户类别、面积、人数等用电相关因素，通过微气象在线检测设备，掌握用户生活区域的环境信息，获得与用电构成有关的因素信息。之后根据所采集的电能信息绘制典型家电设备的电能负荷曲线构成解析模型，这种用电构成解析方法采用智能优化算法求得最优解集，再根据最优解集判断各个家电设备的工作状态和工作时间，继而计算出各个家电设备的具体电能消耗。同时根据影响用户用电构成的其他因素获得未监测用户的相似用户，得出未监测用户的用电构成解析结果。将已监测和未监测用户的用电构成数据结合，形成全面的居民用户用电构成数据。
进一步地，步骤S1-1中家电稳态电能信息包括家电的稳态电流和功率，电能负荷曲线包括电流负荷曲线和功率负荷曲线。
进一步地，通过建立目标函数并引入皮尔逊积矩相关系数建立实际组合曲线。
进一步地，通过遗传算法得出监测用户的用电构成数据，用电构成数据包括家电工作状态及电能消耗比例。
进一步地，步骤S1-2中用户信息包括用户类别、住房面积和人数；气象信息包括环境温度和湿度。
进一步地，步骤S3-2通过序列外推法获得未监测用户的用电构成解析结果。
进一步地，步骤S5具体包括如下步骤：
S51：采用电平衡分析法，通过横向与纵向对比用户每种用电构成，为节能和用户侧优化运行提供辅助决策；
S52：提取用户用电构成数据中时间与空间上的分布特征，将负荷构成解析进一步细化到用户级，实现精细化的负荷建模；
S53：分析微气象影响每种用电构成的负荷时间弹性规律，推断每个用户的时间弹性，为电网分时电价、低频减载和低压减载提供支持。
本发明基于数据挖掘技术，对居民用电习惯与微气象对居民用电的影响进行分析，以解析用户用电构成；在取得居民用户用电构成解析结果后，根据用电构成及负荷时间弹性，能为电网分时电价等提供支持，发现更多的节能点，减少不必要的电能消耗，为电力系统实施分段电价和分时电价等提供衡量的标准。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用户用电构成解析方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1-1：通过智能电表采集指定用户的家电稳态电能信息，绘制电能负荷曲线；
S2-1：在步骤S1-1之后，根据电能负荷曲线建立不同家电不同工作状态下的实际组合曲线和拟合组合曲线；
S3-1：在步骤S2-1之后，对实际组合曲线和拟合组合曲线进行相似度对比，获得监测用户的用电构成数据；监测用户的用电构成数据通过遗传算法得出，用电构成数据包括家电工作状态及电能消耗比例；
S1-2：在步骤S1-1执行的同时，对用户信息进行采集并通过微气象在线监测设备检测用户的周边环境的气象信息；
S2-2：在步骤S1-2之后，根据步骤S1-2采集的信息，通过数据挖掘技术和聚类分析法，识别是否存在影响居民用电构成的主导因素，若存在主导因素，采用决策树的方法解析未监测用户的同类用电构成；若不存在主导因素，则采用逼近理想解的多属性决策方法获得未监测用户的相似用户；
S3-2：根据步骤S2-2挖掘出的相似用户，进行推算获得未监测用户的用电构成解析结果；
S4：在步骤S3-1和步骤S3-2均执行完毕之后，将监测用户的用电构成数据和未监测用户的用电构成解析结果组合，形成全面的居民用户用电构成数据；
S5：在步骤S4之后，通过对居民用户用电构成数据进行分析为电网优化提供数据支持。
2.根据权利要求1所述的一种用户用电构成解析方法，其特征在于：所述步骤S1-1中家电稳态电能信息包括家电的稳态电流和功率，电能负荷曲线包括电流负荷曲线和功率负荷曲线。
3.根据权利要求1所述的一种用户用电构成解析方法，其特征在于：所述步骤S2-1通过建立目标函数并引入皮尔逊积矩相关系数建立实际组合曲线。
4.根据权利要求1所述的一种用户用电构成解析方法，其特征在于：所述步骤S1-2中用户信息包括用户类别、住房面积和人数；气象信息包括环境温度和湿度。
5.根据权利要求1所述的一种用户用电构成解析方法，其特征在于：所述步骤S3-2通过序列外推法获得未监测用户的用电构成解析结果。
6.根据权利要求1所述的一种用户用电构成解析方法，其特征在于：所述步骤S5具体包括如下步骤：
S51：采用电平衡分析法，通过横向与纵向对比用户每种用电构成，为节能和用户侧优化运行提供辅助决策；
S52：提取用户用电构成数据中时间与空间上的分布特征，将负荷构成解析进一步细化到用户级，实现精细化的负荷建模；
S53：分析微气象影响每种用电构成的负荷时间弹性规律，推断每个用户的时间弹性，为电网分时电价、低频减载和低压减载提供支持。
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