CN108346070A - 用户用电行为分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用户用电行为分析系统，属于电力技术领域。所述用户用电行为分析系统包括监测设备、智能电表和服务器，其中：所述监测设备获取第一用电信息，所述第一用电信息至少包括入户线路的电压、电流、功率以及谐波；所述监测设备将所述第一用电信息发送至所述智能电表；所述智能电表将所述第一用电信息发送至所述服务器；所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为。解决了相关技术中未提供能够对用户用电行为的有效掌握的用户用电行为分析系统的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种用户用电行为分析系统。
背景技术
智能电网用电行为是指智能电网中用户(如住宅用户、商业用户等)的电力使用行为。智能电网用电行为包括正常用电行为和异常用电行为，智能电网中异常用电行为可能是用电设备的异常状态所导致，如某些设备由于故障或线路老化而造成的用电量增长。
通过对用户用电行为的有效掌握，能够向用户提供更优质的电力服务，减轻供电单位的供电负荷压力；避免异常用电行为导致对未来电力需求的错误判断，给电力公司造成严重的经济损失、影响电力网络的正常运行。
然而，现有技术还未提供能够对用户用电行为的有效掌握的用户用电行为分析系统。
发明内容
为了解决现有技术中未提供能够对用户用电行为的有效掌握的用户用电行为分析系统的问题，本发明实施例提供了一种用户用电行为分析系统，所述系统包括监测设备、智能电表和服务器，其中：
所述监测设备获取第一用电信息，所述第一用电信息至少包括入户线路的电压、电流、功率以及谐波；
所述监测设备将所述第一用电信息发送至所述智能电表；
所述智能电表将所述第一用电信息发送至所述服务器；
所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为。
可选的，所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为之前，所述方法还包括：
所述服务器根据所述第一用电信息确定所述入户线路的功率增长量；
如果所述功率增长量大于预设的门限值，则执行所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为的步骤。
可选的，所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为，包括：
根据所述第一用电信息获取目标用电设备的第二用电信息，所述第二用电信息包括谐波波形数据、功率数据以及电压电流频谱数据，所述目标用电设备为住宅的已启动用电设备中最后启动的一个用电设备；
根据所述第二用电信息确定所述目标用电设备的设备类型。
可选的，所述根据所述第二用电信息确定所述目标用电设备的设备类型，包括：
计算任一类型的所述第二用电信息与所述每种设备类型对应的所述任一类型的标准数据的第一相似度；
根据所述第一相似度确定所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度；
确定所述目标用电设备属于所述多种设备类型中第二相似度最高的一种。
可选的，所述根据所述第一相似度确定所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度，包括：
利用以下公式计算所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度：
η＝n1*p1+n2*p2+n3*p3；
其中，所述η为所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度，p1为所述谐波波形数据与所述每种设备类型对应的谐波类型的标准数据的第一相似度，p2为所述功率信息与所述每种设备类型对应的功率类型的标准数据的第一相似度，p3为所述电压电流频谱数据与所述每种设备类型对应的电压电流频谱类型的标准数据的第一相似度，n1、n2以及n3均为预设的固定数值。
可选的，所述计算任一类型的所述第二用电信息与所述每种设备类型对应的所述任一类型的标准数据的第一相似度，包括：
获取所述目标用电设备启动时所述任一类型的第二用电信息，以及计算所述启动时所述任一类型的第二用电信息与所述任一类型对应的启动标准数据的第一匹配度；
获取所述任一类型的第二用电信息中暂态数据，以及计算所述暂态数据与所述任一类型的标准暂态数据的第二匹配度；
获取所述任一类型的第二用电信息中稳态数据，以及计算所述稳态数据与所述任一类型的标准稳态数据的第三匹配度；
根据所述第一匹配度、所述第二匹配度以及所述第三匹配度计算所述第一相似度。
可选的，所述获取所述任一类型的第二用电信息中稳态数据，包括：
计算所述功率增长量与各种设备类型对应的标准启动功率的第四匹配度，获取各种设备类型中第四匹配度最高的预定数量的设备类型；
获取所述预定数量的设备类型中每种设备类型对应的候选监测时长，以及从中获取最大值作为监测时长；
获取所述目标用电设备进入稳态后的所述监测时长内的所述任一类型的第二用电信息得到所述任一类型的第二用电信息中稳态数据。
可选的，所述根据所述第二用电信息确定所述目标用电设备的设备类型之后，所述方法还包括：
如果未检测到所述第一用电信息中功率变化量高于所述门限值，则检测所述目标用电设备的功率波动趋势是否与所述目标用电设备的设备类型对应的老化状态数据库匹配；
如果匹配，则判定所述目标用电信息已经老化。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过提供一个用户用电行为分析系统，该系统包括监测设备、智能电表和服务器，其中：监测设备获取第一用电信息，第一用电信息至少包括入户线路的电压、电流、功率以及谐波；监测设备将第一用电信息发送至智能电表；智能电表将第一用电信息发送至服务器；服务器根据第一用电信息确定用户用电行为。解决了解决现有技术中未提供能够对用户用电行为的有效掌握的用户用电行为分析系统的问题，达到了实现用户用电行为的有效掌握的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一示例性实施例示出的一种用户用电行为分析系统的结构示意图；
图2是本发明一个实施例提供的用户用电行为分析方法的方法流程图；
图3是本发明一个实施例提供的确定用户用电行为的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明一示例性实施例示出的一种用户用电行为分析系统的结构示意图，该系统包括监测设备110、智能电表120和服务器130，其中：
监测设备110中包括多个传感器组件，该多个传感器组件包括电压传感器、电流传感器、功率传感器以及谐波传感器，用于采集一个入户线路的电压、电流、功率以及谐波等等用电信息。
监测设备110与智能电表120相连接。具体的，监测设备110与智能电表120可以通过蓝牙、NFC(Near Field Communication，近距离无线通信技术)、红外线等等无线通信技术与智能电表120相连接；还可以通过硬件通信方式相连接。
可选的，智能电表120与服务器130通过有线网络或者无线相连接。这里所讲的服务器130可以为用电采集系统(或者说，现有智能电网)中的主站。
在实际实现时，可在现有的用电采集系统中，将一个检测设备110接入智能电能表120连接的入户线缆侧。
请参考图2，其示出了本发明一个实施例提供的用户用电行为分析方法的方法流程图，本实施例以该用户用电行为分析方法用于图1所示的用户用电行为分析系统中来举例说明。如图2所示，该用户用电行为分析方法可以包括：
步骤210，监测设备获取第一用电信息，该第一用电信息至少包括入户线路的电压、电流、功率以及谐波。
监测设备可实时采集入户线路的电压、电流、功率以及谐波，将采集的入户线路的电压、电流、功率以及谐波发送给智能电表。
步骤220，监测设备将该第一用电信息发送至智能电表。
步骤230，智能电表将该第一用电信息发送至服务器。
步骤240，服务器根据该第一用电信息确定用户用电行为。
可选的，服务器根据该第一用电信息确定用户用电行为可以包括：确定出住宅的已启动用电设备中最后启动的一个用电设备(本实施例中称为目标用电设备)的设备类型，这里所讲的设备类型可以为空调、电视、微波炉、电灯等等。
具体可通过以下两个步骤实现：
步骤241，服务器根据第一用电信息确定入户线路的功率增长量。
步骤242，如果该功率增长量大于预设的门限值，则服务器根据该第一用电信息确定用户用电行为。
如果入户线路的功率增长量大于预设的门限值，则说明入户线路的功率增长量是由该住宅中最新开启的用电设备(也即，目标用电设备)引起的，此时根据第一用电信息能够确定出该目标用电设备的设备类型。
在实际实现时，如果入户线路的功率增长量持续高于门限值达到预设时长，则认为发生了用电设备的开关事件，进一步根据该第一用电信息确定用户用电行为。
综上所述，本发明实施例提供的方法，通过监测设备获取第一用电信息，第一用电信息至少包括入户线路的电压、电流、功率以及谐波；监测设备将第一用电信息发送至智能电表；智能电表将第一用电信息发送至服务器；服务器根据第一用电信息确定用户用电行为。解决了解决现有技术中未提供能够对用户用电行为的有效掌握的用户用电行为分析系统的问题，达到了实现用户用电行为的有效掌握的效果。
另外，本发明有利于供电公司对用户用电行为的有效掌握，从而为用户提供更优质的服务，也可提高供电公司营销绩效，同时还有利于减轻供电部门的供电负荷压力。
在一个示例中，步骤240的实现可以为：根据该第一用电信息获取目标用电设备的第二用电信息，该第二用电信息包括谐波波形数据、功率数据以及电压电流频谱数据；根据该第二用电信息确定目标用电设备的设备类型。
其中，根据该第一用电信息获取目标用电设备的第二用电信息的实现可以为：利用在功率变化量超出门限值之后任一时刻任一类型的第一用电信息减去，在功率变化量超出门限值之前该任一类型的第一用电信息，得到目标用电设备的该任一类型的第二用电信息。
以该任一类型为功率类型来举例说明，入户线路在1s前的功率为W1，此时功率为W2，则目标用电设备的功率类型的用电信息为：W2-W1。
可选的，根据该第二用电信息确定目标用电设备的设备类型的实现可以为：计算任一类型的第二用电信息与每种设备类型对应的该任一类型的标准数据的第一相似度；根据该第一相似度确定每种设备类型与目标用电设备的第二相似度；确定目标用电设备属于多种设备类型中第二相似度最高的一种。
其中，第二用电信息的类型可以包括谐波类型、功率类型以及电压电流频谱类型，计算任一类型的第二用电信息与每种设备类型对应的该任一类型的标准数据的第一相似度可通过方式Q1实现。
方式Q1，获取目标用电设备启动时任一类型的第二用电信息，以及计算启动时该任一类型的第二用电信息与该任一类型对应的启动标准数据的第一匹配度；获取该任一类型的第二用电信息中暂态数据，以及计算该暂态数据与该任一类型的标准暂态数据的第二匹配度；获取该任一类型的第二用电信息中稳态数据，以及计算该稳态数据与该任一类型的标准稳态数据的第三匹配度；根据该第一匹配度、该第二匹配度以及该第三匹配度计算第一相似度。
以该任一类型为功率类型来举例说明，每种设备类型对应的功率类型的标准数据可以为该设备类型启动时的功率数据。例如，电扇类型对应的功率类型的标准数据可以为电扇启动时的功率数据，可以是一个功率数值，也可以使一个功率数值范围。
举例来讲，可利用以下公式计算目标用电设备的功率信息与每种设备类型对应的功率类型的标准数据的第一匹配度：
S1＝(P1-P0)/P1；
其中，P1为目标用电设备的功率信息，每种设备类型对应的功率类型的标准数据为P0，S1为目标用电设备的功率信息与每种设备类型对应的功率类型的标准数据的第一相似度。
需要说明的一点是：获取该谐波类型的第二用电信息中暂态数据，以及计算该暂态数据与该谐波类型的标准暂态数据的第二匹配度时，根据谐波类型的暂态数据生成与时间相关的波形图，计算该波形图与根据谐波类型的标准暂态数据生成的标准波形图的第二匹配度，谐波类型对应的第一匹配度、第三匹配度的计算均可参照以上方式实现，此处不再一一赘述。
需要说明的一点是：获取电压电流频谱类型的第二用电信息中暂态数据，以及计算该暂态数据与该电压电流频谱类型的标准暂态数据的第二匹配度时，根据电压电流频谱类型的电压暂态数据、电流暂态数据生成与频率相关的频谱图，计算该频谱图与根据电压电流频谱类型的标准暂态数据生成的标准频谱图的第二匹配度，电压电流频谱类型对应的第一匹配度、第三匹配度的计算均可参照以上方式实现，此处不再一一赘述。
在一个示例中，获取该任一类型的第二用电信息中暂态数据的实现可以为：计算该功率增长量与各种设备类型对应的标准启动功率的第四匹配度，获取各种设备类型中第四匹配度最高的预定数量的设备类型；获取该预定数量的设备类型中每种设备类型对应的候选监测时长，以及从中获取最大值作为监测时长；获取该目标用电设备进入稳态后的该监测时长内的该任一类型的第二用电信息得到该任一类型的第二用电信息中稳态数据。
通过采集暂态信息和稳态信息，获得更全面的电器参数，达到更好的辨识效果。
在一个示例中，利用以下公式计算每种设备类型与目标用电设备的第二相似度：
η＝n1*p1+n2*p2+n3*p3；
其中，η为每种设备类型与目标用电设备的第二相似度，p1为目标用电设备的谐波波形数据与每种设备类型对应的谐波类型的标准数据的第一相似度，p2为目标用电设备的功率信息与每种设备类型对应的功率类型的标准数据的第一相似度，p3为目标用电设备的电压电流频谱数据与每种设备类型对应的电压电流频谱类型的标准数据的第一相似度，n1、n2以及n3均为预设的固定数值。
在一个示例中，如果未检测到第一用电信息中功率变化量高于门限值，检测到该功率变化量超出波动门限值(该波动门限值大于该门限值)，则检测目标用电设备的功率波动趋势是否与目标用电设备的设备类型对应的老化状态数据库匹配；如果匹配，则判定目标用电信息已经老化。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用户用电行为分析系统，其特征在于，所述系统包括监测设备、智能电表和服务器，其中：
所述监测设备获取第一用电信息，所述第一用电信息至少包括入户线路的电压、电流、功率以及谐波；
所述监测设备将所述第一用电信息发送至所述智能电表；
所述智能电表将所述第一用电信息发送至所述服务器；
所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为之前，所述方法还包括：
所述服务器根据所述第一用电信息确定所述入户线路的功率增长量；
如果所述功率增长量大于预设的门限值，则执行所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为的步骤。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为，包括：
根据所述第一用电信息获取目标用电设备的第二用电信息，所述第二用电信息包括谐波波形数据、功率数据以及电压电流频谱数据，所述目标用电设备为住宅的已启动用电设备中最后启动的一个用电设备；
根据所述第二用电信息确定所述目标用电设备的设备类型。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述根据所述第二用电信息确定所述目标用电设备的设备类型，包括：
计算任一类型的所述第二用电信息与所述每种设备类型对应的所述任一类型的标准数据的第一相似度；
根据所述第一相似度确定所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度；
确定所述目标用电设备属于所述多种设备类型中第二相似度最高的一种。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据所述第一相似度确定所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度，包括：
利用以下公式计算所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度：
η＝n1*p1+n2*p2+n3*p3；
其中，所述η为所述每种设备类型与所述目标用电设备的第二相似度，p1为所述谐波波形数据与所述每种设备类型对应的谐波类型的标准数据的第一相似度，p2为所述功率信息与所述每种设备类型对应的功率类型的标准数据的第一相似度，p3为所述电压电流频谱数据与所述每种设备类型对应的电压电流频谱类型的标准数据的第一相似度，n1、n2以及n3均为预设的固定数值。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述计算任一类型的所述第二用电信息与所述每种设备类型对应的所述任一类型的标准数据的第一相似度，包括：
获取所述目标用电设备启动时所述任一类型的第二用电信息，以及计算所述启动时所述任一类型的第二用电信息与所述任一类型对应的启动标准数据的第一匹配度；
获取所述任一类型的第二用电信息中暂态数据，以及计算所述暂态数据与所述任一类型的标准暂态数据的第二匹配度；
获取所述任一类型的第二用电信息中稳态数据，以及计算所述稳态数据与所述任一类型的标准稳态数据的第三匹配度；
根据所述第一匹配度、所述第二匹配度以及所述第三匹配度计算所述第一相似度。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取所述任一类型的第二用电信息中稳态数据，包括：
计算所述功率增长量与各种设备类型对应的标准启动功率的第四匹配度，获取各种设备类型中第四匹配度最高的预定数量的设备类型；
获取所述预定数量的设备类型中每种设备类型对应的候选监测时长，以及从中获取最大值作为监测时长；
获取所述目标用电设备进入稳态后的所述监测时长内的所述任一类型的第二用电信息得到所述任一类型的第二用电信息中稳态数据。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述根据所述第二用电信息确定所述目标用电设备的设备类型之后，所述方法还包括：
如果未检测到所述第一用电信息中功率变化量高于所述门限值，则检测所述目标用电设备的功率波动趋势是否与所述目标用电设备的设备类型对应的老化状态数据库匹配；
如果匹配，则判定所述目标用电信息已经老化。
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| 王志超: "住宅用电负荷的非侵入式监测方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110888913A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-03-17 | 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 | 一种基于物联网技术用电信息智能分析系统 |
| CN110888913B (zh) * | 2019-10-25 | 2023-09-22 | 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 | 一种基于物联网技术用电信息智能分析系统 |
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