电力是现代工业文明的标志,是社会生产生活的必需品,电力能源在我国能源结构中的占比也逐年上升。因此对于电力能源的合理及规范使用成为社会关注的焦点,在电力系统中,非侵入式负荷分解与监测作为智能用电技术体系的重要组成部分之一,不但可以助力解决日益严峻的能源问题,增加经济效益,还能够实时监测危险用电行为,避免危险事故的发生,这对个人、电力公司等多方都具有重大的意义。但目前国内外对于该方面的研究更多的是处于论证各类负荷识别方法的可靠性,实际应用较少。同时,现阶段通用型智能电表只能实现对建筑物内总用电量计量,不能精细分析各类单一设备的用电量,从而无法完善用电信息采集系统与智能用电系统,难以实现智能用电的双向互动。本课题有效利用现有的智能电表硬件基础,结合模式识别、数据分析等方法,形成一整套“智能电表+负荷识别+能耗监测”的用电量分项计量系统,该系统无需额外增加新的硬件成本,同时满足不停电、不入户的安装要求,在入户总线上的一块电表即可实现对用户负荷数据的实时处理分析,并提供用电详单、用电安全、节能分析三大服务,本文主要工作内容包括:(1)对非侵入式用电量分项计量的三个主要部分(非侵入式负荷识别、电量分项计量、智能电表计量)的国内外研究现状进行了阐述与分析。(2)系统架构设计及需求分析,由系统整体结构进行技术架构设计,对系统的功能需求及性能需求进行阐述并提出该系统的关键支撑技术。(3)实现基于智能电表的非侵入式负荷识别,主要内容包括负荷识别特征选择;采集装置、通信链路以及通信模块的结构设计;电流的小波去噪分析;利用快速傅里叶变换进行谐波计算;实现基于谐波可加性的负荷分解及特征提取;建立基于前后稳态电流谐波差值的事件检测方法;多分类支持向量机模型建立。(4)能耗分解,依据负荷识别记录分5类情况对各单一电器运行时间进行求解,进而获取各上报时间点用电器在线情况,对于单一用电器运行功率求解时,为提高分项计量准确率,对电表端秒级上报的总有功功率采取比例分解,获取各类单一负荷的运行功率离散点图,再通过样条插值法求取功率曲线函数,进而分解得到各类单一负荷耗能。(5)针对系统的实时性、系统容量需求,提出相应解决方案。(6)实验验证该分项计量系统计量准确性,并进行误差分析及系统功能可视化展示。