CN108872666B - 一种负载开关事件检测方法及系统 - Google Patents

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    • G01R11/48—Meters specially adapted for measuring real or reactive components; Meters specially adapted for measuring apparent energy

Abstract

本发明公开了一种负载开关事件检测方法及系统。该方法包括：建立开关事件检测时间序列；建立有功功率变化序列；计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差；计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值；比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小；计算第一噪声检测判断值；比较所述第一噪声检测判断值与所述第一噪声检测阈值的大小；计算第二噪声检测判断值；比较所述第二噪声检测判断值与所述第二噪声检测阈值的大小；输出所述第二噪声检测判断值对应的有功功率所在时刻。采用本发明的方法及系统，可以在很大的程度上消除噪声的影响，能够有效地对抗噪声。

Description

一种负载开关事件检测方法及系统
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，特别是涉及一种负载开关事件检测方法及系统。
背景技术
负载开关事件，是指打开负载或电气设备的电源开关或关闭电源开关的动作。负载开关事件检测是能量分解中最为重要的一步，所谓能量分解，是指将电表处读取的功率值分解为单个负载所消耗的功率值。当前用电负荷能量分解主要分为侵入式负荷分解和非侵入式负荷分解两种方法。非侵入式负荷分解方法不需要在负荷的内部用电设备上安装监测设备，只需要根据用电负荷总信息即可获得每个用电设备的负荷信息。
非侵入式负荷分解算法中，电气设备的开关事件检测是其中最重要的环节。现有的检测方法能够识别有功功率变化值比较大(如70W)的开关事件。由于系统存在噪声的缘故，某些有功功率接近阈值(即50W)的用电器在启动时引起的有功功率增加可能被系统噪声减弱，因而无法准确识别。某些使用马达的家用电器(例如粉碎机，榨汁机)，会产生严重的脉冲噪声，常见的事件检测算法噪声的影响比较大，检测性能急剧下降，尤其是噪声对事件发生时刻的确认影响非常大，往往在事件发生时刻方面产生较大的误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够有效消除噪声影响的负载开关事件检测方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种负载开关事件检测方法，包括：
获取标记的负载开关事件发生时刻，在所述时刻前后各选取相同个数的多个时刻，按照时间的先后顺序建立开关事件检测时间序列；
获取所述时间序列内各个时刻的有功功率，计算相邻两个时刻的有功功率差值；选取满足预设的功率差值阈值的多个相邻时刻的所述有功功率差值得到有功功率变化序列；
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差；
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值；
比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小；若所述有功功率差值小于所述开关事件检测阈值，获取并比较所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数，若所述次数大于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数，停止迭代；若所述次数小于或等于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”；若所述有功功率差值大于或等于所述开关事件检测阈值，根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值；
比较所述第一噪声检测判断值与所述第一噪声检测阈值的大小；若所述第一噪声检测判断值小于所述第一噪声检测阈值，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”；若所述第一噪声检测判断值大于或等于所述第一噪声检测阈值，根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值；
比较所述第二噪声检测判断值与所述第二噪声检测阈值的大小；若所述第二噪声检测判断值小于所述第二噪声检测阈值，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”；若所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值，输出所述第二噪声检测判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在开关事件检测时间序列的时刻为负载开关事件发生的时刻，返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”。
可选的，计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差，具体包括：
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868590000031
Figure BDA0001805868590000032
其中，Pnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率，L为所述有功功率变化序列内有功功率个数，l为按照时间的先后顺序排列后有功功率差值在有功功率变化序列的序号，ΔP(l)为序号为l的有功功率差值，σnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的均方差。
可选的，根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pnoise+ασnoise
Figure BDA0001805868590000033
Figure BDA0001805868590000034
其中，H1为开关事件检测阈值，α为开关事件检测阈值系数，用于控制开关事件检测阈值的范围，H2为第一噪声检测阈值，H3为第二噪声检测阈值。
可选的，根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值，具体包括：
根据所述有功功率差值计算第一时间窗口内有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第一时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第一时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
根据所述有功功率差值计算第二时间窗口内有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第二时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均早于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第二时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声检测判断值。
可选的，根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值，具体包括：
根据所述有功功率差值计算第三时间窗口内有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第三时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻在晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率差值为计算第三时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声检测判断值。
本发明还提供一种负载开关事件检测系统，包括：
开关事件检测时间序列生成模块，用于获取标记的负载开关事件发生时刻，在所述时刻前后各选取相同个数的多个时刻，按照时间的先后顺序建立开关事件检测时间序列；
有功功率变化序列生成模块，用于获取所述时间序列内各个时刻的有功功率，计算相邻两个时刻的有功功率差值；选取满足预设的功率差值阈值的多个相邻时刻的所述有功功率差值得到有功功率变化序列；
功率计算模块，用于计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差；
阈值计算模块，用于根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值；
第一比较模块，用于比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小；
第一比较次数获取模块，用于在所述第一比较模块得到所述有功功率差值小于所述开关事件检测阈值时，获取并比较所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数；
第一噪声检测判断值计算模块，用于在所述第一比较模块得到所述有功功率差值大于或等于所述开关事件检测阈值时，根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值；
第二比较模块，用于比较所述第一噪声检测判断值与所述第一噪声检测阈值的大小；
第二噪声检测判断值计算模块，用于在所述第二比较模块得到所述第一噪声检测判断值大于或等于所述第一噪声检测阈值，根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值；
第三比较模块，用于比较所述第二噪声检测判断值与所述第二噪声检测阈值的大小；
负载开关事件发生的时刻输出模块，用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值时，输出所述第二噪声检测判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在开关事件检测时间序列的时刻为负载开关事件发生的时刻；
有功功率变化序列内有功功率差值获取模块，用于在所述第一比较次数获取模块得到所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数小于或等于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第二比较模块得到所述第一噪声检测判断值小于所述第一噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值小于所述第二噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块。
可选的，所述功率计算模块，具体包括：
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868590000061
Figure BDA0001805868590000062
其中，Pnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率，L为所述有功功率变化序列内有功功率个数，l为按照时间的先后顺序排列后有功功率差值在有功功率变化序列的序号，ΔP(l)为序号为l的有功功率差值，σnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的均方差。
可选的，所述阈值计算模块，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pnoise+ασnoise
Figure BDA0001805868590000063
Figure BDA0001805868590000064
其中，H1为开关事件检测阈值，α为开关事件检测阈值系数，用于控制开关事件检测阈值的范围，H2为第一噪声检测阈值，H3为第二噪声检测阈值。
可选的，第一噪声检测判断值计算模块，具体包括：
第一功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第一时间窗口内有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第一时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第一时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第二功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第二时间窗口内有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第二时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均早于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第二时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第一噪声检测判断值计算单元，用于将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声检测判断值。
可选的，第二噪声检测判断值计算模块，具体包括：
第三功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第三时间窗口内有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第三时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻在晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率差值为计算第三时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第二噪声检测判断值计算单元，用于将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声检测判断值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种负载开关事件检测方法及系统，通过计算第一噪声检测判断值和第二噪声检测判断值，并将第一噪声检测判断值与第一噪声检测阈值比较，第二噪声检测判断值与第二噪声检测阈值比较，可以在很大的程度上消除噪声的影响，能够有效地对抗噪声，提高负载开关事件检测的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中负载开关事件检测方法流程图；
图2为本发明实施例一中时间窗口示意图；
图3为本发明实施例二中负载开关事件检测系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够有效消除噪声影响的负载开关事件检测方法。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
图1为本发明实施例中负载开关事件检测方法流程图，如图1所示，负载开关事件检测方法，包括：
步骤101：获取标记的负载开关事件发生时刻，在该时刻前后各选取相同个数的多个时刻，按照时间的先后顺序建立开关事件检测时间序列。
其中，标记的负载开关事件发生时刻采用现有技术的开关事件检测方法得到，现有现有技术的开关事件检测方法为：
步骤1：计算相邻两个有功功率数据之差的绝对值，判断绝对值是否大于或等于30W，若是执行步骤3，否则执行步骤2。
步骤2：读取下一时刻的有功功率数据后，继续执行步骤1。
步骤3：将发生事件的持续时间T增加1秒，并继续执行步骤4，初始值T＝0。
步骤4：读取下一时刻的有功功率数据，计算ΔPt+1＝Pt+1-Pt，并判断ΔPt+1绝对值是否大于或等于30W，若是则执行步骤5，否则返回执行步骤6。
步骤5：读取下一时刻的有功功率数据，转入执行步骤3。
步骤6：依据发生事件的持续时间T可获得事件的结束时刻t+T，并计算事件发生前后有功功率的改变值ΔPt+T＝Pt+T-Pt，如果ΔPt+T绝对值大于或等于50W，则执行步骤7，否则确定其为异常情况，返回执行步骤2。
步骤7：输出结果：依据ΔPt+T的正负情况，可确定该发生事件是上升沿事件还是下降沿事件。如果ΔPt+T为正，表明有功功率增加，确定为上升沿事件，通常是用电器投入运行或状态改变导致的；否则有功功率减少，确定为下降沿事件，通常是由用电器退出运行或状态发生变化导致的。t时刻是发生事件的起始时刻，t+T时刻则是事件的结束时刻。
步骤102：建立有功功率变化序列。
获取所述时间序列内各个时刻的有功功率，计算相邻两个时刻的有功功率差值；选取满足预设的功率差值阈值的多个相邻时刻的所述有功功率差值得到有功功率变化序列。
步骤103：计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差。
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868590000091
Figure BDA0001805868590000092
其中，Pnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率，L为所述有功功率变化序列内有功功率个数，l为按照时间的先后顺序排列后有功功率差值在有功功率变化序列的序号，ΔP(l)为序号为l的有功功率差值，σnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的均方差。
步骤104：根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值。
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pnoise+ασnoise
Figure BDA0001805868590000093
Figure BDA0001805868590000094
其中，H1为开关事件检测阈值，α为开关事件检测阈值系数，用于控制开关事件检测阈值的范围，H2为第一噪声检测阈值，H3为第二噪声检测阈值。
步骤105：比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小；若所述有功功率差值小于所述开关事件检测阈值，执行步骤106；若所述有功功率差值大于或等于所述开关事件检测阈值，执行步骤107。
步骤106：获取并比较所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数，若所述次数大于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数，停止迭代；若所述次数小于或等于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数，执行步骤112。
步骤107：根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值。
图2为本发明实施例一中时间窗口示意图，如图2所示，根据所述有功功率差值计算第一时间窗口1内有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口1包括多个有功功率差值，并且所述第一时间窗口1内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第一时间窗口1内有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
计算第一功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868590000101
其中，A(t)为第一功率变化均值，N为第一时间窗口内有功功率差值的总个数；t为当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，t+n表示所述第一时间窗口内信号有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻，ΔP(t+n)为第t+n时刻第一时间窗口内有功功率差值。
根据所述有功功率差值计算第二时间窗口2内有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口2包括多个有功功率差值，并且所述第二时间窗口2内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均早于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第二时间窗口2内有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
第二功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868590000102
其中，B(t)为第二功率变化均值，M为第二时间窗口内有功功率差值的总个数；t为当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，t-m表示所述第二时间窗口内信号有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻，ΔP(t-m)为第t-m时刻第二时间窗口内信号有功功率差值。
将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声检测判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868590000111
其中，r1(t)为第一噪声检测判断值，A(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
步骤108：比较所述第一噪声检测判断值与所述第一噪声检测阈值的大小；若所述第一噪声检测判断值小于所述第一噪声检测阈值，执行步骤112；若所述第一噪声检测判断值大于或等于所述第一噪声检测阈值，执行步骤109。
步骤109：根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值。
图2为本发明实施例一中时间窗口示意图，如图2所示，根据所述有功功率差值计算第三时间窗口3内有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口3包括多个有功功率差值，并且所述第三时间窗口3内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻在晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率差值为计算第三时间窗口3内有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
计算第三功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868590000112
其中，AD(t)为第三功率变化均值，Q为第三时间窗口内有功功率差值的总个数，D为延长时刻，t为当前有功功率对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，t+q+Q表示所述第三时间窗口内有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻，ΔP(t+q+D)为第t+q+Q时刻第三时间窗口内的有功功率差值。
将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声检测判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868590000113
其中，r2(t)为第二噪声检测判断值，AD(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
步骤110：比较所述第二噪声检测判断值与所述第二噪声检测阈值的大小；若所述第二噪声检测判断值小于所述第二噪声检测阈值，执行步骤112；若所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值，执行步骤111，并执行步骤112。
步骤111：输出所述第二噪声检测判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在开关事件检测时间序列的时刻为负载开关事件发生的时刻。
步骤112：获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并返回步骤105。
实施例二
图3为本发明实施例中负载开关事件检测统结构图，如图3所示，负载开关事件检测系统，包括：
开关事件检测时间序列生成模块201，用于获取标记的负载开关事件发生时刻，在所述时刻前后各选取相同个数的多个时刻，按照时间的先后顺序建立开关事件检测时间序列。
有功功率变化序列生成模块202，用于获取所述时间序列内各个时刻的有功功率，计算相邻两个时刻的有功功率差值；选取满足预设的功率差值阈值的多个相邻时刻的所述有功功率差值得到有功功率变化序列。
功率计算模块203，用于计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差。
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868590000121
Figure BDA0001805868590000122
其中，Pnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率，L为所述有功功率变化序列内有功功率个数，l为按照时间的先后顺序排列后有功功率差值在有功功率变化序列的序号，ΔP(l)为序号为l的有功功率差值，σnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的均方差。
阈值计算模块204，用于根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值。
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pnoise+ασnoise
Figure BDA0001805868590000131
Figure BDA0001805868590000132
其中，H1为开关事件检测阈值，α为开关事件检测阈值系数，用于控制开关事件检测阈值的范围，H2为第一噪声检测阈值，H3为第二噪声检测阈值。
第一比较模块205，用于比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小。
第一比较次数获取模块206，用于在所述第一比较模块得到所述有功功率差值小于所述开关事件检测阈值时，获取并比较所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数。
第一噪声检测判断值计算模块207，用于在所述第一比较模块得到所述有功功率差值大于或等于所述开关事件检测阈值时，根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值。
第一噪声检测判断值计算模块，具体包括：
第一功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第一时间窗口内有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第一时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第一时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
计算第一功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868590000133
其中，A(t)为第一功率变化均值，N为第一时间窗口内有功功率差值的总个数；t为当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，t+n表示所述第一时间窗口内信号有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻，ΔP(t+n)为第t+n时刻第一时间窗口内有功功率差值。
第二功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第二时间窗口内有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第二时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均早于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第二时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
第二功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868590000141
其中，B(t)为第二功率变化均值，M为第二时间窗口内有功功率差值的总个数；t为当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，t-m表示所述第二时间窗口内信号有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻，ΔP(t-m)为第t-m时刻第二时间窗口内信号有功功率差值。
第一噪声检测判断值计算单元，用于将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声检测判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868590000142
其中，r1(t)为第一噪声检测判断值，A(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
第二比较模块208，用于比较所述第一噪声检测判断值与所述第一噪声检测阈值的大小。
第二噪声检测判断值计算模块209，用于在所述第二比较模块得到所述第一噪声检测判断值大于或等于所述第一噪声检测阈值，根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值。
第二噪声检测判断值计算模块，具体包括：
第三功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第三时间窗口内有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第三时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻在晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率差值为计算第三时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
计算第三功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868590000151
其中，AD(t)为第三功率变化均值，Q为第三时间窗口内有功功率差值的总个数，D为延长时刻，t为当前有功功率对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，t+q+Q表示所述第三时间窗口内有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻，ΔP(t+q+D)为第t+q+Q时刻第三时间窗口内的有功功率差值。
第二噪声检测判断值计算单元，用于将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声检测判断值。
第二噪声检测判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868590000152
其中，r2(t)为第二噪声检测判断值，AD(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
第三比较模块210，用于比较所述第二噪声检测判断值与所述第二噪声检测阈值的大小。
负载开关事件发生的时刻输出模块211，用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值时，输出所述第二噪声检测判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在开关事件检测时间序列的时刻为负载开关事件发生的时刻。
有功功率变化序列内有功功率差值获取模块212，用于在所述第一比较次数获取模块得到所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数小于或等于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第二比较模块得到所述第一噪声检测判断值小于所述第一噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值小于所述第二噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种负载开关事件检测方法，其特征在于，包括：
获取标记的负载开关事件发生时刻，在所述时刻前后各选取相同个数的多个时刻，按照时间的先后顺序建立开关事件检测时间序列；
获取所述时间序列内各个时刻的有功功率，计算相邻两个时刻的有功功率差值；选取满足预设的功率差值阈值的多个相邻时刻的所述有功功率差值得到有功功率变化序列；
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差；
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值；
比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小；若所述有功功率差值小于所述开关事件检测阈值，获取并比较所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数，若所述次数大于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数，停止迭代；若所述次数小于或等于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”；若所述有功功率差值大于或等于所述开关事件检测阈值，根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值；
比较所述第一噪声检测判断值与所述第一噪声检测阈值的大小；若所述第一噪声检测判断值小于所述第一噪声检测阈值，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”；若所述第一噪声检测判断值大于或等于所述第一噪声检测阈值，根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值；
比较所述第二噪声检测判断值与所述第二噪声检测阈值的大小；若所述第二噪声检测判断值小于所述第二噪声检测阈值，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”；若所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值，输出所述第二噪声检测判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在开关事件检测时间序列的时刻为负载开关事件发生的时刻，返回步骤“比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小”。
2.根据权利要求1所述的负载开关事件检测方法，其特征在于，计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差，具体包括：
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差的公式如下：
Figure FDA0002487901030000021
Figure FDA0002487901030000022
其中，Pnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率，L为所述有功功率变化序列内有功功率差值的个数，l为按照时间的先后顺序排列后有功功率差值在有功功率变化序列的序号，ΔP(l)为序号为l的有功功率差值，σnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的均方差。
3.根据权利要求2所述的负载开关事件检测方法，其特征在于，根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pnoise+ασnoise
Figure FDA0002487901030000023
Figure FDA0002487901030000024
其中，H1为开关事件检测阈值，α为开关事件检测阈值系数，用于控制开关事件检测阈值的范围，H2为第一噪声检测阈值，H3为第二噪声检测阈值。
4.根据权利要求3所述的负载开关事件检测方法，其特征在于，根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值，具体包括：
根据所述有功功率差值计算第一时间窗口内有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第一时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第一时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
根据所述有功功率差值计算第二时间窗口内有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第二时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均早于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第二时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声检测判断值。
5.根据权利要求4所述的负载开关事件检测方法，其特征在于，根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值，具体包括：
根据所述有功功率差值计算第三时间窗口内有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第三时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻在晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率差值为计算第三时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声检测判断值。
6.一种负载开关事件检测系统，其特征在于，包括：
开关事件检测时间序列生成模块，用于获取标记的负载开关事件发生时刻，在所述时刻前后各选取相同个数的多个时刻，按照时间的先后顺序建立开关事件检测时间序列；
有功功率变化序列生成模块，用于获取所述时间序列内各个时刻的有功功率，计算相邻两个时刻的有功功率差值；选取满足预设的功率差值阈值的多个相邻时刻的所述有功功率差值得到有功功率变化序列；
功率计算模块，用于计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差；
阈值计算模块，用于根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值；
第一比较模块，用于比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小；
第一比较次数获取模块，用于在所述第一比较模块得到所述有功功率差值小于所述开关事件检测阈值时，获取并比较所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数；
第一噪声检测判断值计算模块，用于在所述第一比较模块得到所述有功功率差值大于或等于所述开关事件检测阈值时，根据所述有功功率差值计算第一噪声检测判断值；
第二比较模块，用于比较所述第一噪声检测判断值与所述第一噪声检测阈值的大小；
第二噪声检测判断值计算模块，用于在所述第二比较模块得到所述第一噪声检测判断值大于或等于所述第一噪声检测阈值，根据所述有功功率差值计算第二噪声检测判断值；
第三比较模块，用于比较所述第二噪声检测判断值与所述第二噪声检测阈值的大小；
负载开关事件发生的时刻输出模块，用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值时，输出所述第二噪声检测判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在开关事件检测时间序列的时刻为负载开关事件发生的时刻；
有功功率变化序列内有功功率差值获取模块，用于在所述第一比较次数获取模块得到所述比较所述有功功率变化序列内的有功功率差值与所述开关事件检测阈值的大小的次数小于或等于所述有功功率变化序列内的有功功率差值的个数时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第二比较模块得到所述第一噪声检测判断值小于所述第一噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值小于所述第二噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块；还用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声检测判断值大于或等于所述第二噪声检测阈值时，获取所述有功功率变化序列内的下一个有功功率差值，并将获取的该有功功率差值输送至第一比较模块。
7.根据权利要求6所述的负载开关事件检测系统，其特征在于，所述功率计算模块，具体包括：
计算所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率和均方差的公式如下：
Figure FDA0002487901030000051
Figure FDA0002487901030000052
其中，Pnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的平均功率，L为所述有功功率变化序列内有功功率差值的个数，l为按照时间的先后顺序排列后有功功率差值在有功功率变化序列的序号，ΔP(l)为序号为l的有功功率差值，σnoise为所述有功功率变化序列内有功功率差值的均方差。
8.根据权利要求7所述的负载开关事件检测系统，其特征在于，所述阈值计算模块，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算开关事件检测阈值、第一噪声检测阈值和第二噪声检测阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pnoise+ασnoise
Figure FDA0002487901030000053
Figure FDA0002487901030000054
其中，H1为开关事件检测阈值，α为开关事件检测阈值系数，用于控制开关事件检测阈值的范围，H2为第一噪声检测阈值，H3为第二噪声检测阈值。
9.根据权利要求8所述的负载开关事件检测系统，其特征在于，第一噪声检测判断值计算模块，具体包括：
第一功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第一时间窗口内有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第一时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第一时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第二功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第二时间窗口内有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第二时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻均早于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻，所述当前有功功率差值为计算第二时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第一噪声检测判断值计算单元，用于将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声检测判断值。
10.根据权利要求9所述的负载开关事件检测系统，其特征在于，第二噪声检测判断值计算模块，具体包括：
第三功率变化均值计算单元，用于根据所述有功功率差值计算第三时间窗口内有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个有功功率差值，并且所述第三时间窗口内的所有有功功率差值对应在开关事件检测时间序列的时刻在晚于当前有功功率差值对应在所述开关事件检测时间序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率差值为计算第三时间窗口内有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第二噪声检测判断值计算单元，用于将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声检测判断值。
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