CN110927477B - 一种非介入式负荷辨识检测的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非介入式负荷辨识检测的方法及系统，其中方法包括：通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；通过所述测试从机将接收到的所述负荷数字波形信号发送至辨识模块；通过所述辨识模块对接收到的所述负荷数字波形信号进行辨识，获取所述负荷数字波形信号的辨识结果；通过所述辨识模块将所述辨识结果发送至所述测试从机；通过所述测试从机将接收到的所述辨识结果发送至所述测试主机。

Description

一种非介入式负荷辨识检测的方法及系统

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，更具体地，涉及一种非介入式负荷辨识检测的方法及系统。

背景技术

目前，非介入式负荷辨识设备已经在部分地区开展了小规模的试点工作，但国内的非介入式负荷辨识设备厂家，其对负荷辨识算法的测试验证是在实验室环境下采用实证验证和动态负载仿真的方法进行。但随着非介入式负荷辨识技术的广泛研究，负荷辨识算法种类的逐渐增多，实证验证(采用家用电器直接测试)的时效性表现已经不能满足各类设备的同步测试需求，同时实证验证的测试数据的局限性也愈加明显，缺少数量和维度上的优势，最后实证的测试方法本身的可复现性较差。另外，动态负载仿真测试的方法也应用于用电负荷辨识的检测，但测试设备本身会带来信号失真的问题，导致录波数据不能真实回放负荷波形。因此对负荷辨识算法的检测与验证技术已成为制约非介入式负荷辨识技术发展的主要瓶颈之一。

因此，需要一种技术在有效规避上述测试方法弊端的条件下，实现非介入式负荷辨识的检测。

发明内容

本发明技术方案提供一种非介入式负荷辨识检测的方法及系统，以解决对非介入式负荷辨识设备及系统进行检测的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种非介入式负荷辨识检测的方法，所述方法包括：

通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；

通过所述测试从机将接收到的所述负荷数字波形信号发送至辨识模块；

通过所述辨识模块对接收到的所述负荷数字波形信号进行辨识，获取所述负荷数字波形信号的辨识结果；通过所述辨识模块将所述辨识结果发送至所述测试从机；

通过所述测试从机将接收到的所述辨识结果发送至所述测试主机。

优选地，所述方法还包括：

对所述辨识模块的功耗进行实时监控。

优选地，所述方法还包括：

将所述辨识模块内设置具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，当所述测试主机出现异常情况时，所述辨识模块按照正确的时间输出负荷数字波形。

优选地，所述方法还包括：

当所述测试主机获取的所述辨识结果中具有未知设备时，所述测试主机读取所述负荷数字波形信号，并通过对所述获取的负荷数字波形信号分析获取未知设备的设备类型，并将所述获取的未知设备的设备类型更新至数字波形库。

优选地，还包括：

通过所述测试主机将用电负荷用例库进行测试，形成不同工况下的测试案例，并对所述测试案例的输出进行控制。

基于本发明的另一方面，提供一种非介入式负荷辨识检测的系统，所述系统包括：

第一发送单元，用于通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；

第二发送单元，用于通过所述测试从机将接收到的所述负荷数字波形信号发送至辨识模块；

结果单元，用于所述辨识模块对接收到的所述负荷数字波形信号进行辨识，获取所述负荷数字波形信号的辨识结果；通过所述辨识模块将所述辨识结果发送至所述测试从机；

反馈单元，用于通过所述测试从机将接收到的所述辨识结果发送至所述测试主机。

优选地，所述系统还包括：

监控单元，用于对所述辨识模块的功耗进行实时监控。

优选地，所述系统还包括：

将所述辨识模块内设置具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，当所述测试主机出现异常情况时，所述辨识模块按照正确的时间输出负荷数字波形。

优选地，所述系统还包括更新单元，用于当所述测试主机获取的所述辨识结果中具有未知设备时，所述测试主机读取所述负荷数字波形信号，并通过对所述获取的负荷数字波形信号分析获取未知设备的设备类型，并将所述获取的未知设备的设备类型更新至数字波形库。

优选地，还用于：

通过所述测试主机对用电负荷用例库进行测试，形成不同工况下的测试案例，并对所述测试案例的输出进行控制。

本发明技术方案提供一种非介入式负荷辨识检测的方法及系统，其中方法包括：通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；通过测试从机将接收到的负荷数字波形信号发送至辨识模块；通过辨识模块对接收到的负荷数字波形信号进行辨识，获取负荷数字波形信号的辨识结果；通过辨识模块将辨识结果发送至测试从机；通过测试从机将接收到的辨识结果发送至测试主机。本发明技术方案提供的一种非介入式负荷辨识的测试方法和系统，实现将用电负荷特征经过测试抽取优化，形成不同工况下的数字信号，并经通讯口输出至被测终端，被测终端完成负荷辨识后通过串口将辨识结果传回给测试系统。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明优选实施方式的非介入式负荷辨识检测的方法流程图；

图2为根据本发明优选实施方式的非介入式负荷辨识测试原理图；

图3为根据本发明优选实施方式的总体架构示意图；

图4为根据本发明优选实施方式的实物图；

图5为根据本发明优选实施方式的非介入式负荷辨识检测的系统结构图；以及

图6为根据本发明优选实施方式的非介入式负荷辨识检测的系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明优选实施方式一种非介入式负荷辨识检测的方法流程图。本申请实施方式通过研究一种非介入式负荷辨识测试的方法和系统，实现将用电负荷特征经过测试抽取优化，形成不同工况下的数字信号，并经通讯口输出至被测设备。本申请实施方式实现了各负荷辨识厂家无需实证验证环境，可通过负荷数字波形进行仿真测试，提高工作效率，降低测试成本。如图1所示，本申请提供一种非介入式负荷辨识检测的方法，方法包括：

优选地，在步骤101:通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；

优选地，在步骤102:通过测试从机将接收到的负荷数字波形信号发送至辨识模块；

优选地，在步骤103:通过辨识模块对接收到的负荷数字波形信号进行辨识，获取负荷数字波形信号的辨识结果；通过辨识模块将辨识结果发送至测试从机；

优选地，在步骤104:通过测试从机将接收到的辨识结果发送至测试主机。

优选地，方法还包括：对辨识模块的功耗进行实时监控。

优选地，方法还包括：将辨识模块内设置具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，当测试主机出现异常情况时，辨识模块按照正确的时间输出负荷数字波形。

优选地，方法还包括：当测试主机获取的辨识结果中具有未知设备时，测试主机读取负荷数字波形信号，并通过对获取的负荷数字波形信号分析获取未知设备的设备类型，并将获取的未知设备的设备类型更新至数字波形库。

优选地，方法还包括：通过测试主机将用电负荷用例库进行测试，形成不同工况下的测试案例，并对测试案例的输出进行控制。

如图5所示，本申请的测试主机，通过以太网将负荷数字波形库中的数据发送给测试从机，再从机接受负荷辨识结果，并最终完成辨识结果保存及评价展示；测试从机，测试从机控制MCU通过SPI接口将负荷数字波形发送给辨识模块，同时通过状态IO信号与辨识模块进行交互，辨识模块完成负荷辨识计算后通过串口将结果传回给测试控制MCU，测试从机再汇集计算传给测试主机；加密狗，数字仿真从机控制器具有加密狗，通过对软件与数据的保护防止本发明被非法使用；功耗测试，负荷辨识数字仿真设备能够测试负荷的辨识模块在各个工作状态下的功耗，对负荷辨识模块的功耗进行全过程监控；时钟同步，负荷辨识数字仿真设备具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，在测试主机出现异常情况时，数字仿真设备扔能按照正确的时间输出负荷数字波形；完备的评价指标，通过建立量测范围、辨识功能、通信功能等评价指标对不同非介入式负荷辨识算法开展实验室环境下的量化评价；数字波形库自动更新，主机获取到负荷辨识结果中有未知设备时，可以主动读取原始的数字波形，主机分析原始数字波形后确认未知设备类型，用于更新数字波形库；测试案例，测试案例可编辑、可扩展，最大可支持L7级复杂用电负荷环境检测，包含常见兼用电器多种环境运行工况数字波形。

本申请实施方式提出的一种非介入式负荷辨识的测试方法和系统在主要应用于实验室环境下对负荷识别设备进行功能与性能测试。本申请可在实证环境中开启某电器，用实证的方法进行验证的同时对该电器的电压、电流波形进行录波。随后将录制的电压电流波形转化为数字信号通过数字仿真设备输入给负荷辨识模块，负荷辨识模块输出的结果与实证环境测试输出的结果完全一致。本申请实施方式为进行负荷辨识模块功能的检测提供技术保障，可有效保证测试公平性和普适性的要求。

本申请实施方式提出的一种非介入式负荷辨识检测的方法，实现了直接将数字信号输入到被测负荷辨识模块，扩展性好，测试过程全自动化，测试结果自动保存，测试报表自动生成，测试效率高，且不存在动态负载仿真测试时可能存在的信号失真问题。本申请实施方式的数字波形库是由现场运行的实际负荷数据转化而来，包含常见兼用电器多种环境运行工况数字波形，所以其能够替代实证验证环境，且数字波形不存在时效性差的问题、为实现可复现、更多维度、更具普适性与公平性的感知技术能力验证提供有力支撑。本申请具有完备的评价体系和评价方法，评价方法可编辑，评价指标可调整，实现对不同非介入式负荷算法、设备及系统在大规模应用环境下特性差异的量化评价。本申请实现了一主多从，同时可测试多个负荷辨识模块，扩展灵活，测试从机可根据检测能力需求进行配置，满足批量测试要求。

图2为根据本发明优选实施方式的非介入式负荷辨识测试原理图。如图2所示，负荷的辨识模块通过标准接口采用插针的方式接到测试从机，确保负荷的辨识模块与测试从机接触正常后(如辨识模块红灯常亮)，测试主机执行开始测试命令将数字信号送测试从机，负荷的辨识模块主动从测试从机读取数字信号进行辨识，然后将辨识结果送给测试从机，测试从机再将辨识结果送给主机，测试主机完成结果展示和评价后完成测试。

图3为根据本发明优选实施方式的总体架构示意图。如图3所示，本申请的测试主机将用电负荷用例库经过测试抽取优化，形成不同工况下的测试案例，并控制输出各个测试用例，从测试从机采集负荷辨识模块的辨识结果，再经过评价体系对比评价，自动生成报表，包括对每个测试用例的准确性评价。本申请的测试从机通过SPI接口将从测试主机得到的负荷数字波形发送给辨识模块，模块完成负荷辨识计算后通过UART口将辨识结果传回给测试控制MCU，测试从机再汇集计算传给测试主机。

图4为根据本发明优选实施方式的实物图。如图4所示，本申请的辨识模块为本申请实施方式要测试的终端，数字仿真设备通过标准的数据接口与辨识模块相连；液晶实时显示当前时间和辨识模块的功耗。

图6为根据本发明优选实施方式的非介入式负荷辨识检测的系统结构图。如图6所示，本申请实施方式提供一种非介入式负荷辨识检测的系统，系统包括：

第一发送单元601，用于通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；

第二发送单元602，用于通过测试从机将接收到的负荷数字波形信号发送至辨识模块；

结果单元603，用于辨识模块对接收到的负荷数字波形信号进行辨识，获取负荷数字波形信号的辨识结果；通过辨识模块将辨识结果发送至测试从机；

反馈单元604，用于通过测试从机将接收到的辨识结果发送至测试主机。

优选地，系统还包括：监控单元，用于对辨识模块的功耗进行实时监控。

优选地，系统还包括：将辨识模块内设置具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，当测试主机出现异常情况时，辨识模块按照正确的时间输出负荷数字波形。

优选地，系统还包括更新单元，用于当测试主机获取的辨识结果中具有未知设备时，测试主机读取负荷数字波形信号，并通过对获取的负荷数字波形信号分析获取未知设备的设备类型，并将获取的未知设备的设备类型更新至数字波形库。

优选地，系统还用于：通过测试主机对用电负荷用例库进行测试，形成不同工况下的测试案例，并对测试案例的输出进行控制。

发明优选实施方式的非介入式负荷辨识检测的系统600与发明优选实施方式的非介入式负荷辨识检测的方法100相对应，在此不再进行赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (6)

1.一种非介入式负荷辨识检测的方法，所述方法包括：

通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；

通过所述测试从机将接收到的所述负荷数字波形信号发送至辨识模块；

通过所述辨识模块对接收到的所述负荷数字波形信号进行辨识，获取所述负荷数字波形信号的辨识结果；通过所述辨识模块将所述辨识结果发送至所述测试从机；

通过所述测试从机将接收到的所述辨识结果发送至所述测试主机；

将所述辨识模块内设置具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，当所述测试主机出现异常情况时，所述辨识模块按照正确的时间输出负荷数字波形；

当所述测试主机获取的所述辨识结果中具有未知设备时，所述测试主机读取所述负荷数字波形信号，并通过对所述获取的负荷数字波形信号分析获取未知设备的设备类型，并将所述获取的未知设备的设备类型更新至数字波形库。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

对所述辨识模块的功耗进行实时监控。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

通过所述测试主机将用电负荷用例库进行测试，形成不同工况下的测试案例，并对所述测试案例的输出进行控制。

4.一种非介入式负荷辨识检测的系统，所述系统包括：

第一发送单元，用于通过测试主机系统将负荷数字波形信号发送至测试从机；

第二发送单元，用于通过所述测试从机将接收到的所述负荷数字波形信号发送至辨识模块；

结果单元，用于所述辨识模块对接收到的所述负荷数字波形信号进行辨识，获取所述负荷数字波形信号的辨识结果；通过所述辨识模块将所述辨识结果发送至所述测试从机；将所述辨识模块内设置具有内置温度补偿功能的硬件时钟电路，当所述测试主机出现异常情况时，所述辨识模块按照正确的时间输出负荷数字波形；

反馈单元，用于通过所述测试从机将接收到的所述辨识结果发送至所述测试主机；

更新单元，用于当所述测试主机获取的所述辨识结果中具有未知设备时，所述测试主机读取所述负荷数字波形信号，并通过对所述获取的负荷数字波形信号分析获取未知设备的设备类型，并将所述获取的未知设备的设备类型更新至数字波形库。

5.根据权利要求4所述的系统，所述系统还包括：

监控单元，用于对所述辨识模块的功耗进行实时监控。

6.根据权利要求4所述的系统，还用于：

通过所述测试主机对用电负荷用例库进行测试，形成不同工况下的测试案例，并对所述测试案例的输出进行控制。

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