论文部分内容阅读
在科技日新月异的今天,能源已经成为全世界关注的热点问题。在美国,商业和住宅行业的电力消耗占总用电量的70%,电力负载,特别是各种各样的用电器,占据了建筑能源消耗的很大一部分,并且这个比例在未来可能会增加。各类负载的大量使用更使得谐波污染、电网扰动以及用电安全性的下降等问题越发突出,伴随着设备的加速老化以及过压、过流的潜在风险使得电网的调控越来越复杂,火灾的隐患也变的更加不可忽视。因此对于用户用电行为的分析与负载的识别监控提出了更高的要求。本文在分析了负载特征提取和识别的国内外研究现状的基础上,为了探索针对不同负载特性应当采取的提取方法,在以下几个方面展开研究,取得一定进展。首先,在传统非侵入式负载监控(NILM)的基础上设计了负载识别系统的结构并采集了相关数据。通过将负载识别系统的功能进行模块化,细化了每个模块的职能和实现途径。其次,基于MSOX4104A数字存储滤波器进行了阻性和容性负载的电流数据采集。针对单个负载和多个负载的运行情况,分别提取了稳态和暂态的电流数据。然后,研究了负载电流暂态特征提取的方法。提出将变点识别技术引入到负载暂态过程的识别中,采用基于相似性的动力学识别方法,将负载投切产生的暂态特征作为变点识别出来,然后计算变点能量值作为负载暂态特征用于负载的识别。通过将混合负载运行时的电流数据拷入matlab进行实验,证明了算法的识别精度可以达到98%以上。最后,研究了小波分析和分形理论提取负载稳态特征的过程和方法。为了获取全面时频域信息,利用小波包分解分析了负载电流信号,研究了选择不同小波函数进行小波包分解所得不同效果,比较了不同频段能量的方差,得到选择haar小波进行小波包分解所得方差最大,可以将其第1、2频段能量值作为识别负载的稳态特征量。将分形的理论运用到负载电流的特征提取中,通过使用Grassberger和Procaccia提出的关联维数计算方法(GP算法),计算了单体负载波形和混合波形的关联维数,通过比较不同负载关联维数值,发现关联维数可以作为单体负载稳态电流特征来识别负载。