[发明专利]一种用于非侵入式负荷辨识的负荷事件检测的数据处理方法及设备在审

专利信息
申请号: 201811217455.3 申请日: 2018-10-18
公开(公告)号: CN109461095A 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 史帅彬;邓世聪;刘永礼;王灏;周洪;胡文山;邓其军;周东国 申请(专利权)人: 深圳供电局有限公司;武汉大学
主分类号: G06Q50/06 分类号: G06Q50/06;G06Q10/06;G06F16/21;G01R31/00
代理公司: 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 代理人: 鲁力
地址: 518000 广东省深圳市*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 检测窗 事件检测 累积和 非侵入式 数据处理 辨识 非侵入式设备 暂态事件检测 电力负荷 高斯函数 函数计算 滑动窗口 起始时刻 事件标志 有功功率 阈值判断 滑动窗 入口处 检测 爬坡 算法 判定 采集 复合 敏感 传递 引入
【权利要求书】:

1.一种用于非侵入式负荷辨识的负荷事件检测设备,其特征在于,

数据采集单元:采集数据,通过预处理后存入数据库,

负荷事件获取单元:调取数据库中存储的数据进行检测负荷事件并得出负荷事件的发生时刻。

2.一种用于非侵入式负荷辨识的负荷事件检测方法数据处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:定义待检测数据采样点数为H,均值窗宽度为Nm,检测窗宽度为Nd,阈值设定为h;

步骤2:记均值窗首部对应的采样点为扫描位置,用k表示,初始扫描位置为k=1,负荷事件标志flag=0;

步骤3:在均值窗中通过高斯函数计算均值,具体包括以下子步骤:

步骤3.1:确定均值窗内的中间采样点位置us,具体可通过(1)式得到:

步骤3.2:根据(2)式计算均值窗内各采样点的权重:

其中ui表示均值窗内第i个采样点的位置,σs决定高斯函数的平滑程度,σs值越大,高斯窗的平滑程度越好,对每一个采样点的作用越均匀,σs值越小,高斯窗对前后数据的过滤作用越突出;调节σs,可使窗口在对前后数据的变化过于敏感和对中间值过于依赖中取得折衷;

步骤3.3:根据(3)式把(2)式计算结果归一化得到各采样点的权值:

步骤3.4:根据(4)式计算出均值:

步骤4:在检测窗中检测是否存在负荷事件,具体包括以下子步骤:

步骤4.1:确定检测窗内的中间采样点位置vs,具体可通过(5)式得到:

步骤4.2:使用Sigmoid函数根据检测窗内采样点的位置计算其权重,具体可通过(6)式得到:

其中vi表示检测窗内第i个采样点的位置;α表示放大系数,决定S函数的放大比例,α越大,检测装置对于爬坡特性越敏感;

步骤4.3:计算窗内数据和均值的偏差,并把偏差累计起来,偏差与累积和可分别通过(7)、(8)式计算得到:

sk=xk-μ-β (7)

其中xk为采样数据,μ为步骤3得到的均值,β为噪声水平;

从该式中可以看出,只有当采样数据和均值之差大于噪声水平时,这个偏差才计入累积和;

步骤4.4:检测窗扫描完成后,根据负荷事件标志flag和累积和gk判断该检测窗内是否有负荷事件发生,关于累积和gk的值具体包括三种情况:

(1)gk=0时,表示数据处于稳态,在噪声水平内波动;

(2)gk>h时,表示检测到负荷事件;

(3)gk>0但gk<h时,表示检测到可疑变化,但并不能确定是否为负荷事件;

结合负荷事件标志flag的值,具体包括两种情况:

(1)flag=0时,表示之前尚未检测到负荷事件或上一次检测到的负荷事件已经结束,此时如果出现累积和的情况(2),表示检测到一次新的负荷事件,令flag=1;

为了获得负荷事件的起始时刻,记延迟时间为d,d的初始值为0,当gk>0时,gk每累计一次,d增加1,可根据(9)式计算出负荷事件的发生时刻为:

kstart=k+Nm+vi-d (9)

(2)flag=1时,表示上一次负荷事件还没有结束,此时如果出现累积和的情况(2),视为检测到的是同一事件,不再计算负荷事件的发生时刻;

步骤5:判断所有数据是否检测完毕,若是,则结束计算,否则根据步骤4.4结果更新扫描位置k,返回步骤3,开始下一次检测,更新扫描位置具体包括以下三种情况:

(1)检测窗检测到可疑变化,但并不确定是否为负荷事件时,将均值窗滑动至可疑变化之前,使均值窗和检测窗的分界点位于可疑变化发生的时刻这时新的扫描位置由(10)式得到:

k=k+Nd-d (10)

(2)检测窗内数据平稳,即整个检测窗内均有gk=0时,为了加快扫描速度,使均值窗末端滑动至和上一个检测窗末端重合的位置,这时扫描位置同样可由(10)式描述,且此时d=0;

(3)检测窗内检测到负荷事件时,窗口滑动至负荷事件起始时刻之后,具体滑动位置可根据实际情况设置;

对于上述情况(1)和(2),若同时还有flag=1,则表示已检测到的负荷事件已经结束,这时除了更新扫描位置,还需要令负荷事件标志flag=0。

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