[发明专利]一种基于矩阵分解的工业用电负荷分解方法

权利要求书

1.一种基于矩阵分解的工业用电负荷分解方法，其特征在于，包括：

步骤S1，通过非侵入式监测负荷节点，采集负荷节点数据，获得负荷数据矩阵；

步骤S2，对所述负荷数据矩阵进行非负矩阵分解，分别获得基矩阵和系数矩阵，所述基矩阵用于表征负荷监测基，所述系数矩阵用于表征每一个用电设备的负荷在总负荷中的参数；

步骤S3，建立用于优化所述基矩阵和所述系数矩阵的第一目标方程；

步骤S4，根据优化后的系数矩阵进行负荷分解，并获取各用电设备对总负荷的贡献比例。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一目标方程为：

s.t.，U_i≥0，V_i≥0，i＝1，2，…，m

其中，X为负荷数据矩阵，U为基矩阵，V为系数矩阵，下标i和j表示采集的第i份数据，m表示采集的数据总份数，α＞0以及β＞0是两个平衡参数，用于调节不同的项在所述第一目标方程中所占的比例，s.t.表示约束条件，下标F表示矩阵的弗罗贝尼乌斯范数；

通过优化所述第一目标方程得到U和V的最优解。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一目标方程进一步表示为如下第二目标方程，并采用交叉迭代方法优化所述第二目标方程：

s.t.，U_i≥0，V_i≥0，i＝1，2，…，m

其中，tr()表示矩阵的秩。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二目标方程的具体优化过程包括：

引入两个拉格朗日乘子P和Q，将所述第二目标方程的拉格朗日方程表示为如下第三目标方程：

将所述第三目标方程中的每一个部分单独优化，对于每一个指定的i，其优化方程可以表示为如下第四目标方程：

所述第四目标方程进一步表示为如下等价的第五目标方程：

固定V_i，将所述第五目标方程对U_i求偏导，得到如下表达式：

利用KKT条件，得到优化的U_i的表达式为：

固定U_i，将所述第五目标方程对V_i求偏导，得到如下表达式：

利用KKT条件，得到优化的V_i的表达式为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在优化后的系数矩阵中，若某列为0，或低于某一阈值，则该列对应的用电设备为关闭状态，否则为正常工作状态。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在优化后的系数矩阵中，对于不为0或者不低于某一阈值的列，对其进行归一化处理后，其值作为对应的用电设备在总负荷中的贡献比例。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中根据优化后的系数矩阵进行负荷分解，具体包括：将总负荷分解为处于正常工作状态的用电开机设备的负荷之和。