[发明专利]一种负荷分解中功率信号自适应滤波方法

说明书

本发明提供一种负荷分解中功率信号自适应滤波方法，能够有效滤除功率信号中的脉冲噪声。所述方法包括：采集功率信号序列，将其转换为功率矩阵；根据转换得到的功率矩阵，构建变换算子矩阵；构建测量矩阵；确定滤波权重，根据得到的变换算子矩阵、滤波权重和构建的测量矩阵，迭代更新功率矩阵，直至当前迭代次数等于功率信号序列的长度；将当前得到的功率矩阵进行转换，生成滤除了噪声的功率信号序列。本发明涉及电力领域。

技术领域

本发明涉及电力领域，特别是指一种负荷分解中功率信号自适应滤波方法。

背景技术

负荷分解(也可以称为：能量分解)是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，其中，图1中的数据为模拟数据，非实测数据。

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，开关事件是指打开负载(电气设备)电源开关或关闭电源开关的动作。常用的事件检测以有功功率P的变化值△P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。图2是采集/实测的功率信号(也可称为功率数据序列)，可以看到功率信号中的脉冲噪声分布情况，脉冲噪声的瞬时功率很大，呈现出较为明显的非平稳性和非高斯特性。在所示的功率序列中，真正的开关事件只有一个，而常用的事件检测算法却检测出3个开关事件，可见脉冲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，对功率信号进行脉冲噪声滤除是很重要的一步，现有技术中，常用的脉冲噪声消除方法是低通滤波器和中值滤波器，无法有效滤除功率信号中的脉冲噪声。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种负荷分解中功率信号自适应滤波方法，以解决现有技术所存在的低通滤波器和中值滤波器无法有效滤除功率信号中的脉冲噪声的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种负荷分解中功率信号自适应滤波方法，包括：

采集功率信号序列，将其转换为功率矩阵；

根据转换得到的功率矩阵，构建变换算子矩阵；

构建测量矩阵；

确定滤波权重，根据得到的变换算子矩阵、滤波权重和构建的测量矩阵，迭代更新功率矩阵，直至当前迭代次数等于功率信号序列的长度；

将当前得到的功率矩阵进行转换，生成滤除了噪声的功率信号序列。

进一步地，所述采集功率信号序列，将其转换为功率矩阵包括：