[发明专利]一种用电器识别方法及装置

权利要求书

1.一种用电器识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一获取步骤：获取用电器识别所需的电气参数，所述电气参数包括单通道电流波形数据；

转化步骤：将采集到的单通道电流波形数据转化为多通道的待分离特征矩阵；

分离步骤：采用盲源分离算法将待分离特征矩阵分解成多个独立用电器的特征矩阵；

识别步骤：将所有独立用电器中的特征矩阵与用电器识别模型进行比对，以判断得到当前用电器的类型。

2.如权利要求1所述的一种用电器识别方法，其特征在于，所述转化步骤具体包括如下子步骤：

采集到的单通道电流波形数据经过变分模态方法进行分解得到N个不同的本征模态分量；

经过贝叶斯方法对N个不同的本征模态分量进行估计，以得到N维观测信号矩阵，进而得到待分离特征矩阵。

3.如权利要求2所述的一种用电器识别方法，其特征在于，所述电气参数还包括电压波形数据、功率波形数据和功率因数，在得到N维观测信号矩阵之后，将所述N维观测信号矩阵与电气参数中的其余参量数据组合以形成待分离特征矩阵。

4.如权利要求2所述的一种用电器识别方法，其特征在于，对分解得到的本征模态分量采用小波变换和STFT来进行去噪处理。

5.如权利要求1所述的一种用电器识别方法，其特征在于，在第一获取步骤之后转化步骤之前还包括第二获取步骤：将第一获取步骤中得到的单通道电流波形数据记为背景噪声，并持续获取运行过程中新加入的用电器所产生的波形数据。

6.如权利要求1所述的一种用电器识别方法，其特征在于，在第一获取步骤之后还包括检测步骤：检测当前电路中是否存在功率波动，如果是，则执行转换步骤，如果否，则继续进行检测。

7.如权利要求6所述的一种用电器识别方法，其特征在于，所述功率波动的检测通过对功率波形或者电压波形或者电流波形的幅值变化来实现。

8.如权利要求1所述的一种用电器识别方法，其特征在于，所述分离步骤具体包括如下子步骤：

将待分离特征矩阵分解至原子库中的各基函数上以得到叠加特征矩阵；

通过迭代求解来对叠加特征矩阵进行计算以得到各个独立用电器的特征矩阵。

9.如权利要求8所述的一种用电器识别方法，其特征在于，当存在有k个用电器时，且它们的波形各不相同，则所述叠加特征矩阵的具体表达方程为：

；

其中，表示t刻时间观测到的叠加特征矩阵，表示第i个用电器的特征矩阵，表示t刻时间第i个用电器工作状态。

10.如权利要求8所述的一种用电器识别方法，其特征在于，所述迭代求解过程具体如下：

随机初始化；

对每一个观测样本遍历最多的组合可能，再计算预测值和真实值的差作为损失值，然后计算损失函数的值对的梯度，接着将反向梯度方向优化，然后将小于0的位置改为0；

计算收敛后的损失函数值，当损失函数值达到预设精度时，求解得到各个独立用电器的特征矩阵。

11.如权利要求1所述的一种用电器识别方法，其特征在于，在分离步骤之后还包括传输步骤：将独立用电器的特征矩阵通过通信模块传输至后台服务器，以使得后台服务器执行识别步骤。

12.如权利要求11所述的一种用电器识别方法，其特征在于，在识别步骤之后还包括预警步骤：判断所有当前用电器中是否存在有违规电器用电行为，如果是，则发送报警信息至后台服务器或者至对应的移动终端处。