[发明专利]基于决策树分类器的非侵入式空调启动检测方法

说明书

本发明公开了一种基于决策树分类器的非侵入式空调启动检测方法，涉及空调启动检测技术领域。所述基于决策树分类器的非侵入式空调启动检测方法，实时采集用户总进线端的实时电压信号和电流信号，计算出用户总进线端的稳态平均功率增量、启动突变电流倍数和启动过程持续时长，再采用决策树分类器准确快速的辨识出非变频空调启动；本发明的检测方法不需要进入居民家庭内部就可以直接、有效、迅速地辨识非变频空调启动的问题，具有简单、经济、易于推广应用等优点，该辨识结果有助于了解用户大功率非变频空调电器的启动运行特性以及能耗情况，有利于电网公司对空调电器的需求侧管理工作，降低了管理难度。

技术领域

本发明属于空调启动检测技术领域，尤其涉及一种基于决策树分类器的非侵入式空调启动检测方法。

背景技术

随着我国的经济迅速发展和气候变暖，一些中心城市城网的负荷水平和负荷构成发生了变化，尤其是空调、冰箱和冰柜负荷数量有了迅速的增长。受空调负荷影响，电网用电负荷迅速增长，峰谷差进一步拉大，空调负荷的急剧增长已经成为夏季电网负荷特性恶化和电力紧缺的重要原因。同时空调在工作时功率会有较大程度的波动，在夏季期间，巨大数量的空调工作时产生的波动会导致电网负荷的急剧变化，影响稳定性。非变频空调由于电网频率恒为50Hz的原因，压缩机的转速不变，要实现控温，只能不断地启停压缩机，造成很大的能量损耗。

空调负荷的主要部件是异步电动机，因此空调的负荷特性与异步电动机的特性非常相似。研究显示，空调负荷的电压与无功功率的关系特性表现为在额定电压附近，空调负荷的无功功率随电压的升降而增减，在电压明显低于额定值时，电压下降时无功功率反而上升。空调的这种特性对电网电压稳定性的影响不容忽视。

《电力系统负荷建模》、《空调负荷对电压稳定影响的研究》和《空调负荷运行特性研究及建模》等文献对空调负荷运行特性进行了研究，介绍了空调不同运行状态下的负荷模型，并指出了空调类负荷对电压稳定有较大的影响，强调需重点注意空调类负荷比重较大的地区，且从防灾减灾的角度讨论了空调的有关问题，《Transmission voltage delayedby stalled air conditioner compressors》和《空调类装置密集地区高电压节点负荷特性的集结》文献中指出，在空调使用的高峰期，系统多重事故发生后电压难以恢复，分析认为这种情况主要是由空调堵转所致，且对空调压缩机特性及其保护装置进行研究，将其用于事故的模拟中。

综合上述分析，目前的研究工作对于空调负荷的负荷模型和运行特性进行了系统的研究，分析得到空调类负荷对于电压和系统稳定有着较大的影响。然而，目前的研究成果中未发现可以直接、迅速、高效辨别非变频空调启动的方法，对于大功率的非变频空调的启动运行特性及其耗能情况均无法进行判别，因而对于电网公司而言，增大了对于空调负荷的监测难度，进一步增大了负荷预测以及需求侧管理工作的难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于决策树分类器的非侵入式空调启动检测方法，该方法不需要进入居民家庭内部就可以直接、有效、迅速地辨识非变频空调启动的问题，有利于了解场景内部电力用户非变频空调电器的启动运行特性和空调的耗能情况，同时有利于电网公司需求侧管理工作的有效进行。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种基于决策树分类器的非侵入式空调启动检测方法，包括以下几个步骤：

(1)采集用户总进线端的电压信号u和电流信号i，形成电压的采样序列和电流的采样序列；

(2)扫描电压的采样序列和电流的采样序列，计算稳态平均功率增量ΔP，若稳态平均功率增量ΔP>ε，ε为设定的稳态功率阈值，则判别可能为非变频空调启动，转入步骤(3)；否则，判别不是非变频空调启动；

(3)计算启动突变电流倍数k₁，若启动突变电流倍数满足k₁>1，则判别可能为非变频空调启动，转入步骤(4)；否则，判别不是非变频空调启动；