CN110196354B - 一种负载的开关事件的检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种负载的开关事件的检测方法和装置，所述一种负载的开关事件的检测方法，包括：步骤1，输入实测的电网中一负载的功率信号；步骤2，根据所述功率信号，计算所有数据点所对应的S值；步骤3，根据所述S值,判断所述负载是否有开关事件。

Description

一种负载的开关事件的检测方法和装置

技术领域

本发明涉及电网领域，尤其涉及一种负载的开关事件的检测方法和装置。

背景技术

负载开关事件检测是能量分解中最为重要的一步，既要检测到事件发生，同时还能确定事件发生的时刻。但是开关事件检测的精度受功率信号(功率序列)中噪声的影响较大，尤其是功率信号中普遍存在着脉冲噪声，进一步影响了检测精度。因此有效提高负载开关事件的检测精度是当前非常重要的一项工作。

随着智能电网的发展，家庭用电负荷的分析变得越来越重要。通过用电负荷的分析，家庭用户可以及时获得每个电器的用电信息，以及电费的精细化清单；电力部门可以获得更详尽的用户用电信息，并可以提高用电负荷预测的准确度，为电力部门提供统筹规划的依据。同时，利用每个电器的用电信息，可获知用户的用电行为，这对于家庭能耗评估和节能策略的研究具有指导意义。

当前用电负荷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。非侵入式负荷分解方法具有投入少、方便使用等特点，因此，该方法适用于家庭负荷用电的分解。

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。最初的事件检测以有功功率P的变化值ΔP作为事件检测的判断依据，方便且直观。这是因为任何一个用电设备的运行状态发生变化，其所消耗的功率值也必然发生改变，并且该改变也将会在所有电器所消耗的总功率中体现出来。这种方法除了需要设置功率变化值的合理阈值，还需要解决事件检测方法在实际应用中存在的问题：某些电器启动时刻的瞬时功率值会出现较大的尖峰(例如，马达启动电流远大于额定电流)，会造成电器稳态功率变化值不准确，从而影响对开关事件的判断，这种尖峰其实就是脉冲噪声；而且不同家用电器的暂态过程或长或短(脉冲噪声的持续时间和发生频率相差较大)，因此功率变化值的确定变得较为困难；由于电能质量的变化(如电压突降)有功功率会出现突变的情况，这样很可能会出现误判。实测的功率信号(或者称为功率数据序列)中，信号中的噪声(包括脉冲噪声)的分布情况为(脉冲)噪声的强度很大，并且背景噪声对开关事件的正确检测有较大的影响。

因此，开关事件检测过程中，如何提高开关事件检测精度是非常重要的。

现有开关事件检测方法的不足：

现在常用的负载开关事件往往利用功率数据的变化来确定：当功率变化值超过预置的阈值时，则认为有负载开关事件发生。这种方法虽然简单易行，但由于脉冲噪声以及非线性负载的普遍使用，造成开关事件检测精度的极大下降。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种负载的开关事件的检测方法和装置，有效地提高负载开关事件检测的精度。

一种负载的开关事件的检测方法，包括：

步骤1，输入实测的电网中一负载的功率信号；

步骤2，根据所述功率信号，计算所有数据点所对应的S值；

步骤3，根据所述S值,判断所述负载是否有开关事件。

所述的方法，还包括：

步骤4，当判断有开关事件时，计算所述开关事件的发生时刻，并输出。

所述步骤1具体为：

输入实测的功率信号序列p(1),p(2),…,p(N-1),p(N),N为功率信号序列的长度。

所述步骤2包括：

步骤21，获取至少一种时间窗口长度以及迭代控制参数n,n＝1,2,…,N,n表示当前所处理的第n个功率数据；

步骤22，分别计算各个时间窗口所对应的三个参数：

其中，

表示第n点数据之前第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

表示第n点数据之后第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

则表示在各种长度的时间窗口中

的最大值，其中，t₀(n)表示所述最大值所对应的t；

其中，m表示各个功率信号对应的下标；

n＝n+1，返回步骤22继续迭代；当n大于N时，迭代结束，得到一序列，所述序列为：

所述步骤3包括：

如果

则判断为对应于一开关事件。

所述步骤4包括：

所述开关事件发生的时刻为：

一种负载的开关事件的检测装置，包括：

输入单元，输入实测的电网中一负载的功率信号；

计算单元，根据所述功率信号，计算所有数据点所对应的S值；

判断单元，根据所述S值,判断所述负载是否有开关事件。

所述的装置，还包括：

计算单元，当判断有开关事件时，计算所述开关事件的发生时刻，并输出。

上述实施例中，利用了信号的连接性(信号与噪声之间的连接性最差，从而可以有效地孤立脉冲噪声的影响)，有效消除那些强噪声所造成的功率变化，从而提高了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，下面将对实施例或现有技术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它的附图。

图1为本发明的实施例负载开关事件检测方法的示意图；

图2为本发明应用场景的负载的开关事件的检测的示意图；

图3为本发明的实施例负载开关事件检测装置的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以下进行名词解释：

负载开关事件：打开负载(电气设备)电源开关或关闭电源开关的动作。

能量分解：将电表处读取的功率值分解为单个负载所消耗的功率值。

如图1所示，为本发明所述的一种负载的开关事件的检测方法，包括：

步骤1，输入实测的电网中一负载的功率信号；所述步骤1具体为：输入实测的功率信号序列p(1),p(2),…,p(N-1),p(N),N为功率信号序列的长度。

步骤2，根据所述功率信号，计算所有数据点所对应的S值；

步骤3，根据所述S值,判断所述负载是否有开关事件。所述步骤3包括：

如果

则判断为对应于一开关事件。

所述的方法，还包括：

步骤4，当判断有开关事件时，计算所述开关事件的发生时刻，并输出。所述步骤4包括：所述开关事件发生的时刻为：

所述步骤2包括：

步骤21，获取至少一种时间窗口长度以及迭代控制参数n,n＝1,2,…,N,n表示当前所处理的第n个功率数据；

步骤22，分别计算各个时间窗口所对应的三个参数：

其中，

表示第n点数据之前第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

表示第n点数据之后第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

则表示在各种长度的时间窗口中

的最大值，其中，t₀(n)表示所述最大值所对应的t；

其中，m表示各个功率信号对应的下标；

n＝n+1，返回步骤22继续迭代；当n大于N时，迭代结束，得到一序列，所述序列为：

以下描述本发明的实施例。如图2所示，所述方法包括：

步骤1：输入数据：

输入实测的功率信号序列p(1),p(2),…,p(N-1),p(N),N为功率信号序列的长度。

步骤2：输入参数：

时间窗口长度：T₁＝10；T₂＝20；T₃＝30，共有三种时间窗口。

步骤3：迭代计算：

迭代控制参数n,n＝1,2,…,N,表示当前所处理的第n个功率数据。

分别计算3种时间窗口所对应的下列参数：

式中，

表示第n点数据之前第t个时间窗口内T_t个功率数据的和。

例如：

n＝10,t＝1的情况下，

表示第10个点之前T₁＝10个功率数值的和；

n＝10,t＝2的情况下，

表示第10个点之前T₂＝20个功率数值的和；

表示第n点数据之后第t个时间窗口内T_t个功率数据的和。

例如：

n＝15,t＝1的情况下，

表示第15个点之后T₁＝10个功率数值的和；

n＝15,t＝3的情况下,

表示第15个点之后T₂＝20个功率值的和；

则表示在T₁，T₂，T₃三种长度的时间窗口中，

的最大值，其中t₀(n)表示最大值所对应的t，即：

步骤4：n＝n+1，返回步骤3继续迭代；

步骤5：当n大于N时，迭代结束，得到一序列：

步骤6：判断开关事件；

如果

则对应于一开关事件；

此开关事件发生的时刻为：

常用的算法依据功率变化来确定负载开关事件，其主要缺点是脉冲噪声和非线性负载会造成开关事件检测的错误。本专利利用了信号的连接性(信号与噪声之间的连接性最差，从而可以有效地孤立脉冲噪声的影响)，有效消除那些强噪声所造成的功率变化，从而提高了负载开关事件检测的精度。

如图3所示，为本发明所述的一种负载的开关事件的检测装置，包括：

输入单元31，输入实测的电网中一负载的功率信号；

计算单元32，根据所述功率信号，计算所有数据点所对应的S值；

判断单元33，根据所述S值,判断所述负载是否有开关事件。

所述的装置，还包括：

判断单元34，当判断有开关事件时，计算所述开关事件的发生时刻，并输出。

本发明提出一种负载开关事件检测方法，利用了信号之间的连接性，可以有效地提高负载开关事件检测的精度。所提出的检测方法具有较好的鲁棒性，计算简单。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种负载的开关事件的检测方法，其特征在于，包括：

步骤1，输入实测的电网中一负载的功率信号；

步骤2，根据所述功率信号，计算所有数据点所对应的平均功率比值；

步骤3，根据所述平均功率比值,判断所述负载是否有开关事件；

步骤4，当判断有开关事件时，计算所述开关事件的发生时刻，并输出；

所述步骤1具体为：

输入实测的功率信号序列p(1),p(2),…,p(N-1),p(N),N为功率信号序列的长度；

所述步骤2包括：

步骤21，获取至少一种时间窗口长度以及迭代控制参数n,n＝1,2,…,N,n表示当前所处理的第n个功率数据；

步骤22，分别计算各个时间窗口所对应的三个参数：

其中，

表示第n点数据之前第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

表示第n点数据之后第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

则表示在各种长度的时间窗口中

的最大值，其中，t₀(n)表示所述最大值所对应的t；

其中，m表示各个功率信号对应的下标；

n＝n+1，返回步骤22继续迭代；当n大于N时，迭代结束，得到一序列，所述序列为：

所述步骤3包括：

如果

则判断为对应于一开关事件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

所述开关事件发生的时刻为：

3.一种负载的开关事件的检测装置，其特征在于，包括：

输入单元，输入实测的电网中一负载的功率信号；

计算单元，根据所述功率信号，计算所有数据点所对应的平均功率比值；

判断单元，根据所述平均功率比值,判断所述负载是否有开关事件；

计算单元，当判断有开关事件时，计算所述开关事件的发生时刻，并输出；

所述输入单元具体用于：

输入实测的功率信号序列p(1),p(2),…,p(N-1),p(N),N为功率信号序列的长度；

所述计算单元具体用于：

获取至少一种时间窗口长度以及迭代控制参数n,n＝1,2,…,N,n表示当前所处理的第n个功率数据；

分别计算各个时间窗口所对应的三个参数：

其中，

表示第n点数据之前第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

表示第n点数据之后第t个时间窗口内T_t个功率数据的和；

则表示在各种长度的时间窗口中

的最大值，其中，t₀(n)表示所述最大值所对应的t；

其中，m表示各个功率信号对应的下标；

n＝n+1，返回步骤22继续迭代；当n大于N时，迭代结束，得到一序列，所述序列为：

所述判断单元具体用于：

如果

则判断为对应于一开关事件。

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