信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法技术

本发明专利技术公开了信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，包括以下步骤：一、采集电源进线的信号作为输入信号，对输入信号进行滤波处理，得到滤波信号Y；二、将步骤一得到的滤波信号Y进行归一化处理，得到归一化预处理信号；三、使用两级判定检测算法对所述归一化预处理信号进行事件检测，即使用幅值阈值THR1执行负荷事件检测，使用判定阈值THR2进行有效负荷事件判定，其中，判定阈值THR2大于幅值阈值THR1。可以实现一套算法统一适配不同能量级别的用户、不同功率变化趋势的设备进行事件检测，提升对于缓变式、分段式、震荡类负荷事件的检测完整度与准确度，并提升抗噪能力。并提升抗噪能力。并提升抗噪能力。

【技术实现步骤摘要】
信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法


[0001]本专利技术属于智能电网、智能用电
，涉及一种信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法。

技术介绍

[0002]智能电网持续快速发展，优化电能管理、提高能源利用效率的需求越来越突出，工商业负荷能耗巨大，实现对工商业负荷的用电监测与管理，变得尤为重要。当前对于非介入式负荷辨识的研究与应用，主要集中在居民用户场景，对工商业的研究还很少。
[0003]通常完整的负荷识别过程，在事件检测完成之后，还需进行设备类型辨识，本专利技术仅包括信号采集处理、负荷事件检测两个部分，并不做之后的设备类型辨识。
[0004]通常，不同的工商业场景，设备能耗级别差别明显，工商业负荷分段式启停、缓变启停是一个比较普遍的现象，运行过程存在变容或持续频繁震荡，也是工商业设备的普遍现象，这些都会对事件检测造成较大干扰。而当前对于工商业事件检测的研究，大都基于工业负荷单体功率大、运行状态较稳定投切不频繁的先决条件之上，通过设定合适的有功周期增量差阈值与观测周期数，来实现事件检测，不同工商业场景，需分别设置增量阈值，场景兼容性较低，设备分段式、缓变式启停或运行状态伴随频繁震荡的场景，也并不适用此方法，显然这种方法并不适用于复杂的工商业用电场景。
[0005]因此，需要一种自适应负荷事件检测方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。r/>[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，包括以下步骤：一、采集电源进线的信号作为输入信号，对输入信号进行滤波处理，得到滤波信号Y；二、将步骤一得到的滤波信号Y进行归一化处理，得到归一化预处理信号；三、使用两级判定检测算法对所述归一化预处理信号进行事件检测，即使用幅值阈值THR1执行负荷事件检测，使用判定阈值THR2进行有效负荷事件判定，其中，判定阈值THR2大于幅值阈值THR1。
[0008]更进一步的，步骤一中电源进线的信号包括有功信号和/或无功信号。
[0009]更进一步的，步骤一中对输入信号进行滤波处理具体为：以滤波间隔作为滤波滑窗窗长，滑动滤波，对滤波滑窗内的信号按照幅值进行排序，取中值作为此滤波滑窗降采样之后的取值。
[0010]更进一步的，所述滤波滑窗窗长为2
‑
5秒。
[0011]更进一步的，步骤二中将步骤一得到的滤波信号进行归一化处理包括以下步骤：
2.1、设置归一化滑窗，滑动遍历滤波后的信号Y，每个归一化滑窗分别取基准值并记录，所述基准值为所述归一化滑窗内信号幅值绝对值的最大值；2.2、将每个归一化滑窗内的信号幅值除以该归一化滑窗的基准值得到归一化预处理信号。
[0012]用于信号归一化的基准值，在时间维度动态取值，用于避免漏检大功率场景中的小功率事件。即设置固定窗长为W1的的归一化滑窗，滑动遍历滤波之后的信号，每个归一化滑窗分别取基准值并记录，归一化滑窗的归一化基准值取信号在此滑窗的幅值绝对值最大值。工商业负荷启停过程持续时长、自身运行时长通常耗时较久，所以W1取值需大一些。
[0013]本专利技术中归一化滑窗窗长的范围为1小时到2小时。因工商业场景用电设备投切并不频繁，设备重叠度不高，所以归一化滑窗无需过小，减少算法不必要的计算量，归一化滑窗也不宜设置过大以保证算法对信号幅值变化的自适应性，经试验归一化滑窗取值为1
‑
2小时为较优选。
[0014]更进一步的，步骤三中使用两级判定检测算法对归一化预处理信号进行事件检测包括以下步骤：3.1、设置事件检测滑窗，遍历归一化预处理信号，每滑动一个事件检测滑窗，则使用幅值阈值THR1执行负荷事件检测；3.2、若存在满足拼接条件的事件则进行事件拼接，若存在已结束的负荷事件，则使用判定阈值THR2进行有效负荷事件判定。
[0015]本专利技术中幅值阈值THR1的范围为0.03到0.05 ，判定阈值THR2的范围为0.2到0.3。幅值阈值THR1和判定阈值THR2的取值无单位，是通过统计分析多次实验结果数据得出的较优范围。
[0016]设置较低的幅值阈值THR1用于高灵敏度检测出尽可能多的微小负荷事件：即将幅值变化相对较小且存在时间临近的微小负荷事件认为是真实负荷事件的组成部分，幅值变化值取相邻两个滑窗信号中值之差，设置一个较低的幅值阈值作为高灵敏度检测阈值THR1，检测出信号幅值变化绝对值大于此阈值的负荷事件，目的是尽可能多得检测出事件，避免漏检。
[0017]设定较高的阈值作为判定阈值THR2用于高准确度度筛选有效事件：设定较高的幅值阈值作为高准确度判定阈值THR2，合并后的事件，事件发生前后信号幅值变化量大于阈值THR2时方为有效事件，从而滤除掉由负荷震荡等干扰产生的无效事件，实现高准确度筛选有效负荷事件。
[0018]更进一步的，所述事件检测窗口的长度为10
‑
30个滤波窗口的长度。
[0019]检测窗长下限设为10个滤波后的信号时刻点，更低的话一是检测滑窗内包含的信息量太少，二是会加大不必要的计算量影响算法性能；检测窗长上限设置为30个滤波后信号时刻点，是为了保证检测灵敏度，检测窗长过大，对于事件发生时间临近的情况，无法区分两个独立的事件。
[0020]更进一步的，步骤3.1中执行负荷事件检测包括以下步骤：3.1.1、当遍历至第j个事件检测滑窗，计算第j个事件检测滑窗的中值，第j个事件检测滑窗中值减去第j
‑
1个事件检测滑窗的中值，得到信号变化值；
3.1.2、当的绝对值大于幅值阈值THR1时，则判断发生了一次负荷事件，如果为正则记录为开启负荷事件，如果为负则为关断负荷事件。
[0021]更进一步的，步骤3.2中若存在满足拼接条件的事件则进行事件拼接具体为：提取在当前事件检测滑窗之前发生的最后一个负荷事件，判断与当前事件检测滑窗检测出的负荷事件是否满足拼接条件，将满足拼接条件的负荷事件进行合并。
[0022]更进一步的，步骤3.2中拼接条件为同时满足以下条件：（1）当前负荷事件与之前发生的最后一个负荷事件需要同为上升或同为下降；（2）当前负荷事件与之前发生的最后一个负荷事件的时间差不大于最小限值LIMIT1；其中，其中，为当前负荷事件的开始时间，为之前发生的最后一个负荷事件的结束时间；（3）拼接后的负荷事件时间长度不得超过最大限值LIMIT2。此限制目的是为了避免持续剧烈震荡的负荷引起事件过分拼接导致算法失灵。
[0023]由于变容类设备，变容间隔相对较长且并无规律，为保证对变容设备事件检测的完整度，算法中会下发某场景是否存在变容设备的信息，有则设置较大的时间差限值，无则设置较小的限值，实现自适应调节时间差限值以适配不同场景。
[0024]更进一步的，步骤3.2中将满足拼接条件的负荷事件进行合并具体为：设当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于，包括以下步骤：一、采集电源进线的信号作为输入信号，对输入信号进行滤波处理，得到滤波信号Y；二、将步骤一得到的滤波信号Y进行归一化处理，得到归一化预处理信号；三、使用两级判定检测算法对所述归一化预处理信号进行事件检测，即使用幅值阈值THR1执行负荷事件检测，使用判定阈值THR2进行有效负荷事件判定，其中，判定阈值THR2大于幅值阈值THR1。2.根据权利要求1所述的信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于：步骤一中电源进线的信号包括有功信号和/或无功信号。3.如权利要求1所述的信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于，步骤一中对输入信号进行滤波处理具体为：以滤波间隔作为滤波滑窗窗长，滑动滤波，对滤波滑窗内的信号按照幅值进行排序，取中值作为此滤波滑窗降采样之后的取值。4.如权利要求3所述的信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于，所述滤波滑窗窗长为2
‑
5秒。5.如权利要求1所述的信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于，步骤二中将步骤一得到的滤波信号进行归一化处理包括以下步骤：2.1、设置归一化滑窗，滑动遍历滤波后的信号Y，每个归一化滑窗分别取基准值并记录，所述基准值为所述归一化滑窗内信号幅值绝对值的最大值；2.2、将每个归一化滑窗内的信号幅值除以该归一化滑窗的基准值得到归一化预处理信号。6.如权利要求1所述的信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于， 步骤三中使用两级判定检测算法对归一化预处理信号进行事件检测包括以下步骤：3.1、设置事件检测滑窗，遍历归一化预处理信号，每滑动一个事件检测滑窗，则使用幅值阈值THR1执行负荷事件检测；3.2、若存在满足拼接条件的事件则进行事件拼接，若存在已结束的负荷事件，则使用判定阈值THR2进行有效负荷事件判定。7.根据权利要求6所述的信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于：所述事件检测窗口的长度为10
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30个滤波窗口的长度。8.根据权利要求6所述的信号归一化联合两级判定的自适应负荷事件检测方法，其特征在于：步骤3.1中执行负荷事件检测包括以下步骤：3.1.1、当遍历至第j个事件检测滑窗，计算第j个事件检测滑窗的中值，第j个事件检测滑窗中值减去第j
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1个事件检测滑窗的中值，得到信号变化值；3.1.2、当的绝对值大于幅值阈值THR1时，则判断发生了一次负...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蓓，冯燕钧，黄时，何朝伟，洪佳燕，
申请(专利权)人：江苏智臻能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：