基于稳态电流波形匹配的非侵入式家用负荷快速识别方法研究

针对现有非侵入式负荷识别方法存在识别特征量表征性差(选取不典型),识别算法收敛速度慢,识别结果精度低等问题,提出一种利用波形相似度匹配来辨识家用负荷的方法.将互近似熵原理与二值距离矩阵相结合,提取家用负荷稳态运行时的电流波形作为特征量,通过直接计算待识别的测试电流波形与模板库中的样本波形之间的互近似熵值,来进行波形相似...     

基于随机森林算法和稳态波形的非介入式工业负荷辨识

非介入式工业负荷的准确辨识可以获取工厂内各负荷的运行情况,有利于需求侧智能用电管理.工业负荷由于采集暂态数据建模困难、需要高精度测量设备等特点,造成辨识方法复杂难以实现.针对这种情况,提出一种利用随机森林算法和稳态波形的非介入式工业负荷辨识方法.首先,通过事件监测工业负荷功率状态变化并提取稳态波形,根据工业负荷性能不同...     

基于DTW算法与稳态电流波形的非侵入式负荷辨识方法

非侵入家用负荷识别技术可以指导家庭用户合理安排用电,提高用能效率,同时也为电力部门提供家庭用电的数据支持,有利于了解负荷用电规律及趋势,完善电力规划。由于家庭用户用电负荷的稳态特征值存在相似和无规律的问题,现有的方法多采用高级算法对所有的用电负荷组合进行训练。针对现有采用负荷稳态特征值方法进行识别所存在的不足,考虑到家用负荷稳态波形具有独特性和叠加性,提出了一种利用动态时间弯曲(DTW)算法计算与模版库波形的距离来识别家用负荷的辨识方法。首先,建立负荷稳态波形模版库;然后,在电压满足一定条件的情况下,测量家庭用户电流的稳态波形;最后,利用DTW算法计算出最小距离进行识别。     

基于数字补偿式技术的现场交流采样检测装置研究

针对我国现场交流采样装置缺少有效检测设备的实际情况,介绍了一种基于嵌入式平台的现场检验装置,提出了数字补偿技术在现场交流采样检测装置的应用方法.该装置由标准数据采集、被测装置数据获取、测试流程管理、数据比对管理、外部设备控制、用户交互数据管理等几大部分组成.基于数字补偿技术的电流钳,经过采样、调理、数据转换、数字补偿等一系列的处理步骤后,能够达到0.05级的精度.通过嵌入式PC平台和高精度电流钳的有效结合,现场检验装置能够实现现场虚负荷和实负荷的检测流程.该装置为电网提供了新的技术和现场检测手段.     

基于孪生分支网络的非侵入式冲击负荷辨识方法

传统边缘侧电力设备无法有效检测出对电网影响较大的冲击性负荷的设备类别与功率启停信息。为此,提出一种基于孪生分支网络的非侵入式冲击负荷辨识方法。通过总线入口处的高频采样数据提取波形的V-I轨迹特征和对角高斯谐波特征;预设多种先验信息对不同设备的冲击负荷特性进行训练,特别地,设计一种基于孪生分支结构的卷积神经网络,利用二分类交叉熵损失函数实现冲击负荷的分类辨识,同时引入最小平方误差损失函数对冲击负荷功率进行分解;使用非侵入式的方式并基于ARM Cortex-M4平台进行算法部署与识别测试。对比不同识别算法对冲击负荷的辨识能力,结果表明,当电网发生大功率冲击性波动时,孪生分支网络可以更准确地识别冲击负荷的设备类别,有效提高了对冲击负荷的辨识效果。     

基于DTW算法的非侵入式家居负荷行为识别方法

随着电力负荷监测在生产和生活中的广泛应用,非侵入式负荷识别技术得到发展,具有很好的发展前景。针对非侵入式家用电器负荷的行为识别存在识别特征量难以优化,识别算法收敛性差等问题,提出了一种基于特征匹配度的家居负荷的行为识别方法。将家用负荷开、关时的暂态波形和功率变化值作为特征量,运用DTW算法计算测试模板与参考模板之间的相似度,有效的识别出家庭用电的各项负荷数据,并且通过三种案例来模拟负荷的识别过程,验证了算法的可行性。     

用于需求响应能力评估的概率负荷识别方法

针对将非侵入式负荷识别技术应用到需求响应领域存在的算法复杂和分解速度慢的问题,提出一种概率负荷识别方法.基于概率负荷分解的原理,建立了概率负荷识别模型.根据电事件引起的有功功率、无功功率和谐波等特征变化,识别可控负荷的类别和状态切换;再利用可控负荷在一个状态的持续时间来求得设备的用电量;然后根据可控设备的用电量,即可评...     

大客户电力负荷管理系统自动检测技术的研究

基于GPRS和CDMA无线公网技术的新一代大客户负荷管理终端和通信前置机是构建大客户负荷管理系统的关键.对终端检测采用自动检测技术,不仅大大提高了测试的速度和准确性,同时利用统一的测试基准平台,有效保证了不同厂商终端和前置机功能的一致性和兼容性,为建立开放系统,实现不同厂商间系统和终端产品的互连、互通、互换,以及营造公平竞争环境提供了基本保证.     

基于波形特征的地铁牵引整流器二极管开路故障诊断方法

针对地铁牵引整流器内部二极管故障率高且诊断困难的问题,提出基于输入电流和输出电压的波形特征进行二极管开路故障诊断的方法。基于地铁牵引整流器的电路拓扑结构,分析了发生二极管开路故障前后整流器输出电压与输入电流波形的变化规律;在此基础上首先利用输出电压的波形特征检测整流器的二极管开路故障并确定疑似故障时间,然后仅利用各整流桥的一相输入电流确定故障二极管所在的整流桥并识别具体的故障位置。基于MATLAB/Simulink平台的仿真验证结果表明,所提地铁牵引整流器故障诊断方法不受故障位置、故障时间、系统运行负载等因素的影响,具有良好的可靠性与适应性。     

基于卷积神经网络的非侵入式负荷监测方法

从深度学习与边缘计算的角度,对适用于电力物联网的非侵入式负荷监测方法展开了研究.针对NILM系统在物联网场景下的部署问题,提出了一种新的边缘计算架构,并讨论了各组成部分的任务分配.针对负荷激活在线提取问题,提出了基于离散度和用电行为规律分析的激活判断策略;针对低频采样下的负荷特征问题,提出了一种可自动提取激活特征并识别...     

波形和参数在线可编程的功率电源及其应用

设计了一种新型基于PC机的三路程控功率电源,其特点是幅度、频率、相位及输出波形可在线编程,既可输出连续的周期波形,又可输出单次的周期波形,输出为高压大功率任意波形。文中重点介绍了频率、相位、幅度调节和波形在线编程的实现方法,单次波形的控制方法以及功率放大器的设计。最后介绍了电源在微流体系统中的应用。     

配电网边缘计算轻量化负荷分解

针对非侵入负荷分解如何实现未识别设备负荷事件的准确检测的问题，设计云-边协同计算体系，通过挖掘边缘侧采集的负荷数据行为特征，实现有效分解负荷信号。考虑边缘侧嵌入式控制平台计算与存储资源及功耗等指标限制，提出轻量化K均值聚类算法；选取瞬时峰值、瞬时功率变化量及谐波分量为聚类特征在本地实现负荷类型辨识；设计轻量化粒子群优化算法，实现动态聚类算法与暂态功率、谐波分量等特征的结合。本文设计的电能监测算法对REDD共享数据集的识别准确率大于97.79%，实现了对某小区313户居民日用电数据的非侵入负荷监测。     

基于DDS的雷达任意波形信号源的研究

现代雷达信号波形产生主要采取直接数字频率合成技术(DDS),运用直接数字频率合成产生任意复杂波形的技术日益受到重视.本文介绍了DDS的关键技术,DDS芯片的使用和运用FPGA产生复杂波形的原理.设计并实现了一种由AD公司生产的直接数字频率合成芯片和FPGA共同实现的双DDS任意波形信号源系统.该系统具有频率分辨率高、频率切换速度快、可输出多种复杂波形、可视化界面、波形可编程等特点.     

面向非干预式负荷监测的居民负荷微观特性研究

非干预式负荷监测技术是未来负荷监测的重要发展方向,基于此技术开发创新性服务产品需要对非干预式负荷监测技术应用基础展开详细研究。建立了非干预式负荷监测应用体系;提出体系中负荷识别算法的实现原理;由于负荷特性研究是非干预式负荷监测的基础,各类创新性服务产品的开发必须以负荷特性研究为基础。对居民负荷的微观特性进行深入研究,基于实测波形提取了典型电器的多个微观特征参数,如波峰系数、瞬时功率峰值和有效值、V-I特性曲线面积及中心线斜率等,并提出了各负荷特性特征值的计算方法。该成果为后续的基于非干预式负荷监测的用电可视化服务研究工作打下基础。     

基于改进卷积神经网络的非侵入负荷辨识方法研究

非侵入式负荷监测作为客户侧泛在电力物联网重要技术之一,不仅有助于电力公司加强负荷管理,还可以引导用户合理安排负荷的使用,为实现以家庭电力用户为主体的需求侧响应和满足居民用户对精准精益用电服务需求提供了重要的技术支持。对非侵入式负荷监测中低频采样信号分辨率低,负荷特征易重叠,以及卷积神经网络不能有效辨识具有相似波形特征负荷的问题,提出了融合暂态电流波形和时域特征的改进方法,将暂态电流值均方根融合到电流波形图像以提升相似波形特征负荷的辨识正确率。通过实测数据和负荷识别参考数据集(REDD)测试,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于双CPU+PSD的电外科控制器的设计与研究

设计了一种基于双CPU+PSD的电外科手术仪控制器.该控制器采用直接数字频率合成技术产生频率和脉宽可调的输出波形;通过共享RAM实现主、从处理器的并行运行;设计了输出电流、电压双反馈电路,根据反馈电流及电压信号,检测功能有效地控制输出能量的大小;利用增量式PID算法实现恒流、恒压及恒功率控制.通过在某高频电刀上的试验表...     

分类策略对广域系统负荷识别结果适应性的影响分析

针对广域系统负荷识别中的负荷分类问题进行研究,首先以简单两机系统为例从理论上研究负荷分群的基本原则,并研究了负荷群属特征和负荷构成特性对广域系统负荷识别结果的影响。基于物理机理差异度及其灵敏度分析进行参数识别,并用多次参数识别结果定义离散度指标,用其衡量识别结果对扰动场景的适应能力。研究了在多种扰动强度、扰动场景、负荷分类策略和系统拓扑结构下的广域系统负荷参数识别。结果表明,在负荷节点分类时应考虑各节点负荷构成特征的接近性和负荷群属特征的一致性,才能使该类负荷在某次扰动场景下的识别结果较好地适用于其他场景。     

微机型继电保护测试装置的设计

提出了微机型继电保护测试装置的设计方案。该方案利用系统固化的标准波形表以及混合波形生成算法,有效地解决了相位调节与任意波形表的生成问题,实现了各种复杂故障信号的模拟;以双CPU、双端口RAM为主,DA级联控制为辅,实现了输出波形频率、幅值的步进可调以及波形的动态跟随,有效地提高了装置的测量精度与速度;基于USB通信技术解决了通信与数据传输问题。     

基于数字恒流技术的B型剩余电流动作特性测试方法的研究

提出一种基于数字恒流技术的B型剩余电流动作特性测试方法,该方法通过任意波形恒流技术产生剩余电流,并记录被测剩余电流保护器的动作时间、动作电流。文中使用直接数字频率合成技术产生任意波形数字信号,并经过数模转换和功率放大电路输出为任意波形剩余电流,采用电流闭环控制策略和数字控制方法,通过电流反馈回路实现恒流输出和参数采集,输出精度可达0. 2%。该方法解决了B型剩余电流保护器动作特性试验中需要复杂剩余电流波形进行测试的问题,并且具有体积小、造价低的优点,为新型剩余电流保护器软硬件研发奠定了基础。     

非侵入终端负荷辨识能力测评系统设计方法研究

针对目前非侵入终端辨识能力评价测试中缺少真实环境多样化模拟手段的问题,设计了一套基于模拟环境的检测系统。以非侵入终端的应用场景和核心辨识功能测试需求为基础,对系统进行了硬件环境、软件功能及测试方法的总体设计;以普适性调研手段分析电器应用规律,研究测试案例库构建方法,构建测试场景集;提出基于随机抽样和粒子群优化相结合的测试方案优化方法,提升测试场景的客观性和科学性。最后以江苏需求侧管理技术实验室的非侵入终端检测平台的建设为例,对本文研究成果进行应用及验证。结果显示,系统可提升测试方案的科学性、客观性和经济性,满足非侵入终端批量测试需求。