[发明专利]一种配电网负荷种类辨识装置

权利要求书

1.一种配电网负荷种类辨识装置，其特征在于，安装在电力供给入口处，主要由采集电路(1)、滤波和检测单元(2)、暂态事件判断单元(3)、特征量聚类单元(4)、特征存储单元(5)、特征匹配单元(6)和负荷种类辨识报告(7)构成；

首先采集典型配电网负荷的各种工作状态暂态参量，接着再对采集所得到的负荷暂态段进行截取并分析，提取出所必要性的特征参数，存储在特征存储单元(5)中；然后将采集电路(1)所采集的负荷数据通过滤波和检测单元(2)，暂态事件判断单元(3)后进入特征量聚类单元(4)，进行特征量聚类；通过特征匹配单元(6)的特征匹配算法，辨识出配电网中相应的负荷种类，生成负荷种类辨识报告(7)，并上传给区域控制中心。

2.如权利要求1所述的配电网负荷种类辨识装置，其特征在于，采集电路(1)主要是采集电力供给入口处的无功功率，有功功率和电流信号；电力供给入口处的电流导线通过磁传感阵列线圈；当配电网负荷种类发生变化时电流导线中电流大小改变，引起磁传感阵列线圈产生交变磁场，从而在信号接收单元可以采集到变化的信号；通过电容耦合原理，非接触的测量配电网中导线电压变化；暂态参量通常考虑为瞬时电流，有功功率，无功功率；信号监视单元对变换信号进行监视，通过通信协议传送个远端监视器。

3.如权利要求2所述的配电网负荷种类辨识装置，其特征在于，滤波和检测单元(2)边沿检测程序检测到暂态事件的发生，并将暂态部分提交给特征匹配程序部分；在滤波算法中根据信号特点可以采用自适应高斯滤波算法，滤除信号中的噪声，避免在信号边缘检测时漏检误检问题；信号边缘检测采用阈值暂态能量检测算法，通过负荷波动所表现出典型物理特征来检测负荷状态；负荷暂态能量主要表征为：

U(m)＝[u(m)+u(m-1)]/2 (1)

I(m)＝[i(m)+i(m-1)]/2 (2)

其中，U(m)和I(m)分别是暂态电压与暂态电流样本m的平均值；u(m)和i(m)分别是电压采样值与电流采样值，M是样本总数，m＝1,2…,M；阈值边沿检测算法为：

其中负荷样本数据为n，q_n为负荷平均值，突变发生前的负荷平均值，突变检测点可以定义为：

当K＞ε,ε为符合事件突变阈值，可认定检测到序列发生了突变边缘。

4.如权利要求3所述的配电网负荷种类辨识装置，其特征在于，暂态事件判断单元(3)对检测到序列发生了突变边缘采用累积和算法判断是否是暂态事件，算法步骤为：

(1)当设备端有负荷检测请求时，统计量初始化，K初始值为0，并开始依次检测用电设备负荷点，用电设备状态处于稳态时，K是一个围绕0附近波动的随机变量；

(2)当用电设备状态发生改变，即检测序列发生突变时，若负荷增大，则统计量均值上升为那么这个正向，增加的偏差则会在K⁺中不断累积增加，K⁺的数值不断加大；若负荷减小，统计量就会发生反向偏移，偏移值也会不断累加到K^-中去；则系统返还信息给用户，检测到突变点；

(3)当K＞0时记录下点t₁，然后继续记录，直到K＝0此时记录下点t₂；若在时间范围[t₁,t₂]中所有的特征参数序列都满足K≤ε则表示在[t₁,t₂]范围内未发生暂态事件，并将t₁,t₂的值归零；若存在[t₁,t₂]范围内有K＞ε，则可认定检测序列发生了突变，其中ε为负荷事件突变阈值；暂态事件发生时间为[t₁,t₂]，并将此段的特征量变化记录进行存储；当检测到突变点后，统计量不为0的是K⁺则表示用电设备发生了增大负荷的变化，反之则发生了减少负荷的变化。

5.如权利要求4所述的配电网负荷种类辨识装置，其特征在于，特征量聚类单元(4)采用K-means算法将采集单元(1)获得负荷数据进行聚类，将负荷种类划分为阻性负荷，容性负荷和感性负荷。