基于神经网络的非侵入式负荷监测识别算法

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn基于神经网络的非侵入式负荷监测识别算法**张建文，赵时，夏云忠，赵磊（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008）5摘要：智能电网用户与供电网之间具有互动性，为了配合供电网，用户的用电需要自行调节，而家用电器的用电量的调节具有相当大的潜力。本文根据家用电器在启动时会产生具有一定的特征的负荷信号，介绍了一种基于神经网络的模式识别方法。该算法可以实时监测家用电器的运行及用电情况。关键词：非侵入式；神经网络；负荷分类；家电识别；在线监测

2、10中图分类号：TM714Neuralnetworkbasednon-intrusiveloadmonitoringrecognitionalgorithmZhangJianwen,ZhaoShi,XiaYunzhong,ZhaoLei15(InformationandEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechology,JiangsuXuzhou221008)Abstract:ThereisinteractionbetweentheSmartGriduser

3、andthesupplynetwork,inordertomeetthesupplynetwork,usersofelectricityneedtoadjustthesupplynetwork,andelectricityconsumptionofhouseholdapplianceshasconsiderablepotential.Accordingtohouseholdappliancesproducedinthestartupcharacteristicsoftheloadwithacertai

4、nsignal,weintroducea20neuralnetworkbasedpatternrecognitionmethod.Thealgorithmcanreal-timemonitoringrunofhouseholdappliancesandelectricityconsumption.Keywords:non-intrusive;neuralnetwork;loadclassification;appliancesidentification;onlinemonitoring250引言我国

5、的智能电网已经进入全面建设阶段，它的宗旨是实现电网控制的高度自动化、智能化。智能电网的应用环节主要包括发电、线路、变电、配电、用户、调度等环节。其中用户环节的智能化是智能电网建设的一个重要组成部分，而家庭用电则是电网智能化的一个重点体现。30目前对于家用电器的用电监测有三种方案可供选择：无线传输网络，采用物联网的概念，在每个用电器的电源输入端接入电子式电能表，整个系统是一个智能化的系统管理模块，它不仅能够读取传感器的数值，而且还与其它模块相[1-4]互通信。这种电表虽然好，但是由于消费水平限制，不适宜

6、家庭使用。PLC电力线通信，是一种电力通信技术，它主要利用电力线路来传输数据信号，这种35方式具有投资少，见效快等特点。但是由于其在交流市电中受到的干扰较大，不能够跨越变压器，因此在应用上受到较大的限制。如果用PLC通信，则需要在各用电器的电源输入端[5]接入传感器，虽然减少了无线通信的高成本，但仍具有安装复杂等问题。非侵入式用电监测，直接在用户总的进线端进行测量，根据进线端的电流、电压波形，推算出家庭当中有哪一些用电器正在使用，目前已经有不少国内外的专家对此进行了研究[6-9]40。本文采用非侵入式

7、监测方案。作者简介：张建文（1968-），男，教授，电气故障诊断，高电压技术通信联系人：赵时（1985-），女，在读研究生，电力电子与电力传动专业.E-mail:zhaoshihello@126.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn1家用电器分类根据家用电器的电气波形，将电器进行分类，以便于寻求不同用电器在电气特性上的差别，为电器识别提供条件。文献[10]根据稳态时的v-i曲线分类，能够识别用电器的类型，但很难进行数字化分析计算。本文依据办公室和家庭电子设备和电器

8、输入电流测量的数据进[11]45行分析，提出了一种电力负荷分类框架。这样便可以区分不同的电力负荷，将为判断提供便利，负载分类情况如表1所示。表1家用电器的性质分类Tab.1AppliancesLoadClassificationx/cm负载类别瞬态特征稳态特征电器举例瞬时电流先增大然后逐渐减小到稳定状电流与电压之间有风扇，吸尘器，冰电动机负载态相位差，v-i为倾斜箱等的椭圆稍微有一点震荡，电感限制了电流突变，v-i曲线图类似于一日光灯，电磁炉等感性负载使