基于DTW算法與穩(wěn)態(tài)電流波形的非侵入式負荷辨識方法

祁 兵, 董 超, 武 昕, 崔高穎

(1. 華北電力大學電氣與電子工程學院, 北京市 102206; 2. 國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學研究院, 江蘇省南京市 211103)

0 引言

電力是當今社會中應用最為廣泛的能源之一。為了給用戶提供更加可靠、綠色的電能和減緩全球變暖及氣候改變所帶來的影響,在智能電網(wǎng)[1-2]中,非侵入式負荷監(jiān)測(NILM)系統(tǒng)具有廣泛的應用前景,能為用戶、電力公司等多方面帶來效益。NILM是指利用安裝在電力入口處的監(jiān)測設備,分析并處理總負荷數(shù)據(jù),從而得到系統(tǒng)內(nèi)部用電設備狀態(tài)的方法。從用戶的角度出發(fā),可為用戶提供故障檢測與診斷、用能方案優(yōu)化服務,實現(xiàn)對用戶用能行為的管理,提高用能效率。從需求側管理[3-5]的角度出發(fā),提供各負荷點較為準確的負荷構成信息及其隨時間變化的情況,為實施需求響應提供了基礎信息。從電力決策的角度出發(fā),可以使決策者了解電力系統(tǒng)內(nèi)部各類負荷的含量和狀態(tài),以及每類負荷的用電量與用電時間,從而幫助決策者科學安排負荷投切,實現(xiàn)電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行。從電力規(guī)劃角度出發(fā),可以提供各個層面的電力系統(tǒng)的電力數(shù)據(jù),使規(guī)劃人員能夠了解負荷的用電規(guī)律及趨勢。

在早期的智能家庭用戶中,家庭網(wǎng)關連接家用負荷與分布式新能源設備,通過安裝在家庭用電負荷上的檢測裝置識別并分析出家庭用戶的電力能源消耗[6]。這種方法的缺點是被監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的用電設備過多時,硬件成本高、安裝和系統(tǒng)維護成本也大幅增加,即便目前家庭設備用電監(jiān)測裝置可以內(nèi)嵌,或者可用智能插座代替,但其與NILM系統(tǒng)相比,系統(tǒng)結構較為復雜,安裝和維護也有諸多不便。……