一種非侵入式家用電器辨識方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力負(fù)荷識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非侵入式家用電器辨識方法。首先將家用電器設(shè)備看作獨(dú)立的系統(tǒng)，采集單個(gè)電器的電流和電壓波形，將電壓作為輸入數(shù)據(jù)，電流作為輸出數(shù)據(jù)，通過測取系統(tǒng)在輸入作用下的輸出響應(yīng)，計(jì)算輸入輸出序列的譜密度函數(shù)，得到子系統(tǒng)的系統(tǒng)特性，從而形成家用電器的系統(tǒng)特性特征庫；然后采集家庭電力入口處總的電流和電壓波形，計(jì)算總系統(tǒng)的系統(tǒng)特性，通過將總系頻率響應(yīng)的頻率范圍與特征庫中子系統(tǒng)的頻率響應(yīng)頻率范圍匹配分析，判斷出整體負(fù)荷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與成分組成，實(shí)現(xiàn)家用電器的辨識。本發(fā)明能夠利用實(shí)測數(shù)據(jù)有效地辨識電器的種類，且算法簡單，準(zhǔn)確度高，并對負(fù)荷功率的動態(tài)波動具有魯棒性。
【專利說明】
一種非侵入式家用電器辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力負(fù)荷識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非侵入式家用電器辨識方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力負(fù)荷中居民用戶用電負(fù)荷所占的比重越來越大，作為 電力負(fù)荷的重要組成部分，居民負(fù)荷精細(xì)化管理日益引起社會的廣泛關(guān)注。家用電器的在 線監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)居民用戶用電可視化的基礎(chǔ)，它有助于用戶了解家庭內(nèi)不同時(shí)段各電器設(shè)備 的具體能耗情況，據(jù)此來制定合理的用電計(jì)劃，完善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)能源有效利用，減 少家庭電費(fèi)開支。居民用戶域負(fù)荷在線監(jiān)測對推進(jìn)整個(gè)社會的節(jié)能減排、緩解能源危機(jī)起 著重要的作用。
[0003] 電力負(fù)荷的在線監(jiān)測分為傳統(tǒng)的"侵入式"負(fù)荷監(jiān)測和非侵入式負(fù)荷監(jiān)測0〇11-intrusive Load Monitoring，NILM)。相較于侵入式負(fù)荷監(jiān)測，NILM在不干預(yù)被監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi) 部的前提下，實(shí)現(xiàn)對各用電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和用電信息的在線監(jiān)測，它只需要在被監(jiān)測系統(tǒng) 電力入口的配電板處安裝用電信息采集裝置，通過采集該處所有用電設(shè)備總的用電信息， 并運(yùn)用合適的數(shù)學(xué)分析計(jì)算方法進(jìn)行處理和分析，結(jié)合不同用電設(shè)備的負(fù)荷特性，就能辨 識并細(xì)化系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)負(fù)荷用電信息以及其運(yùn)行狀態(tài)，從而得到負(fù)荷集群中單個(gè)負(fù)荷的種類 和運(yùn)行情況。NILM設(shè)備投入少、安裝使用方便，非常適用于居民用戶用電負(fù)荷的監(jiān)測。
[0004] 負(fù)荷辨識算法是NILM的核心內(nèi)容，現(xiàn)有研究或是通過監(jiān)測電力入口處所有用電設(shè) 備總的有功功率和無功功率的變化量來進(jìn)行負(fù)荷辨識，或是采用小波變換等技術(shù)，通過對 暫態(tài)信息分類實(shí)現(xiàn)負(fù)荷辨識。上述方法均是通過對暫態(tài)特征量的提取、轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的 辨識，但切入點(diǎn)比較單一，實(shí)際環(huán)境下由于暫態(tài)特征的不確定性，其準(zhǔn)確度將受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種非侵入式家用電器辨識方法，其特征在于， 所述方法具體包括
[0006] 步驟1、利用安裝在家庭電力入口處的采集裝置，采集單個(gè)家用電器的電壓和電流 數(shù)據(jù)，將電壓數(shù)據(jù)作為子系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)序列，電流數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)序列，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存 儲；
[0007] 步驟2、利用系統(tǒng)辨識方法計(jì)算輸入輸出數(shù)據(jù)序列的譜密度函數(shù)，進(jìn)而得到子系統(tǒng) 的頻率響應(yīng)，即系統(tǒng)特性；
[0008] 步驟3、形成單個(gè)家用電器的系統(tǒng)頻率響應(yīng)特征庫；
[0009] 步驟4、采集電力入口處混合電器的總電流數(shù)據(jù)和總電壓數(shù)據(jù)；
[0010] 步驟5、利用步驟2的系統(tǒng)辨識方法估計(jì)總系統(tǒng)的系統(tǒng)特性；
[0011] 步驟6、繪制系統(tǒng)幅頻特性曲線，將總系統(tǒng)頻率響應(yīng)典型頻率分量與特征庫中子系 統(tǒng)頻率響應(yīng)典型頻率分量進(jìn)行對比，確定總系統(tǒng)與子系統(tǒng)頻率響應(yīng)之間的加性函數(shù)；
[0012] 步驟7、確定整體負(fù)荷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與成分組成，實(shí)現(xiàn)家用電器的辨識。
[0013]所述步驟2中利用系統(tǒng)辨識方法的具體步驟為
[0014]步驟201、對輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，去掉直流成分和低頻漂移；
[0015]步驟202、計(jì)算輸入自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出互相關(guān)函數(shù)；
[0016]步驟203、對輸入自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出互相關(guān)函數(shù)分別進(jìn)行傅里葉變換，即得樣 本譜密度函數(shù)；
[0017] 步驟204、對譜密度函數(shù)進(jìn)行加窗處理，獲得平滑譜密度函數(shù)；
[0018] 步驟205、計(jì)算頻率響應(yīng)。
[0021] L為數(shù)據(jù)長度，To是采樣時(shí)間，u(k)和z(k)表示采樣獲得有限長度的輸入和輸出數(shù) 據(jù)序列，1^=1，2，一，1^1?1^(1)為數(shù)據(jù)樣本的自相關(guān)函數(shù);1^^(1)為數(shù)據(jù)樣本的互相關(guān)函 數(shù)，1是數(shù)據(jù)間隔
；對輸入自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出互相關(guān)函數(shù)分別進(jìn)行傅里葉 變換，即得樣本譜密度函數(shù)；
[0024] 對譜密度函數(shù)進(jìn)行平滑處理，平滑譜密度函數(shù)^? = ^ ;

[0026] Su,L(Wr)為數(shù)據(jù)樣本的自譜密度函數(shù)；SUZ,L(1)為數(shù)據(jù)樣本的互譜密度函數(shù)； ，r = 1,2,…Μ，wr是角頻率;4 (w)是平滑譜密度函數(shù)，w(τ)為窗函數(shù)，an為系數(shù)， 取a-1 = 31 = 0.25,3〇 = 0.5，此時(shí)使用他]111；[1^窗；1：代表時(shí)間，]/[為樣本相關(guān)函數(shù)1^(_0的最 大時(shí)間間隔;頻率響應(yīng)估計(jì)
；其中：SuX(M).)為數(shù)據(jù)樣本的平滑自譜密度函 數(shù)，^^為數(shù)據(jù)樣本的平滑互譜密度函數(shù)。
[0027]有益效果
[0028]本發(fā)明將家用電器設(shè)備看作獨(dú)立的系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都存在特有的系統(tǒng)特性，采用 基于系統(tǒng)辨識方法來估計(jì)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。利用安裝在電力入口處的采集裝置，采集單個(gè) 電器的電流和電壓波形，將電壓作為輸入數(shù)據(jù)，電流作為輸出數(shù)據(jù)，通過測取系統(tǒng)在輸入作 用下的輸出響應(yīng)，計(jì)算輸入輸出序列的譜密度函數(shù)來得到子系統(tǒng)的系統(tǒng)特性，從而形成單 個(gè)電器的系統(tǒng)特性特征庫;然后采集家庭電力入口處總的電流和電壓波形，按照同樣方法 計(jì)算總系統(tǒng)的系統(tǒng)特性，根據(jù)輸出信號的變化以及特征庫中單個(gè)電器的曲線匹配分析，判 斷出整體負(fù)荷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與成分組成，實(shí)現(xiàn)家用電器的辨識。這種方法實(shí)施簡單，提高 了非侵入式負(fù)荷監(jiān)測系統(tǒng)中家用電器辨識的準(zhǔn)確性和識別效率，并對負(fù)荷功率的動態(tài)波動 具有魯棒性。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明家用電器辨識方法流程圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)辨識理論示意圖；
[0031]圖3a_d為仿真所選取的典型家用電器電流曲線圖，圖3a為電視機(jī)電流曲線圖，圖 3b為小太陽電流曲線圖，圖3c為微波爐電流曲線圖，圖3d為電水壺電流曲線圖；
[0032]圖4a_f為仿真所選取的家用電器混合電流曲線圖，圖4a為電視機(jī)與電水壺混合電 流曲線圖，圖4b為電視機(jī)與小太陽混合電流曲線圖，圖4c為電視機(jī)與微波爐混合電流曲線 圖，圖4d為小太陽與微波爐混合電流曲線圖，圖4e為小太陽與電水壺混合電流曲線圖，圖4f 為微波爐與電水壺混合電流曲線圖；
[0033]圖5為本發(fā)明系統(tǒng)特性求解方法流程圖；
[0034]圖6a為小太陽和電視機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖6b為小太陽和電視機(jī) 單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線；
[0035]圖7a為小太陽和電視機(jī)混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖7b為小太陽和電視機(jī) 混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線；
[0036]圖8a為微波爐和電視機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖8b為微波爐和電視機(jī) 單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線；
[0037] 圖9a為微波爐和電視機(jī)混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖9b為微波爐和電視機(jī) 混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線；
[0038] 圖10a為小太陽和電水壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖10b為小太陽和電水 壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線；
[0039 ]圖1 la為小太陽和電水壺混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖11 b為小太陽和電水 壺混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線；
[0040]圖12a為微波爐和電水壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖12b為微波爐和電水 壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線；
[0041 ]圖13a為微波爐和電水壺混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖13b為微波爐和電水 壺混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)說明。本發(fā)明提出了一種非侵入式家用電器辨識 方法，選取電水壺、小太陽、電視機(jī)和微波爐作為典型電器進(jìn)行仿真，并結(jié)合附圖對本發(fā)明 進(jìn)一步說明。
[0043] 圖1是本發(fā)明非侵入式家用電器辨識方法流程圖。具體包括：
[0044] 步驟1、利用安裝在家庭電力入口處的采集裝置，采集單個(gè)家用電器的電壓和電流 數(shù)據(jù)，將電壓數(shù)據(jù)作為子系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)序列，電流數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)序列，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存 儲；
[0045] 步驟2、利用系統(tǒng)辨識方法計(jì)算輸入輸出數(shù)據(jù)序列的譜密度函數(shù)，進(jìn)而得到子系統(tǒng) 的頻率響應(yīng)，即系統(tǒng)特性；
[0046] 步驟3、形成單個(gè)家用電器的系統(tǒng)頻率響應(yīng)特征庫；
[0047] 步驟4、采集電力入口處混合電器的總電流數(shù)據(jù)和總電壓數(shù)據(jù)；
[0048] 步驟5、利用步驟2的系統(tǒng)辨識方法估計(jì)總系統(tǒng)的系統(tǒng)特性；
[0049] 步驟6、繪制系統(tǒng)幅頻特性曲線，將總系統(tǒng)頻率響應(yīng)典型頻率分量與特征庫中子系 統(tǒng)頻率響應(yīng)典型頻率分量進(jìn)行對比，確定總系統(tǒng)與子系統(tǒng)頻率響應(yīng)之間的加性函數(shù)；
[0050] 步驟7、確定整體負(fù)荷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與成分組成，實(shí)現(xiàn)家用電器的辨識。
[0051]圖2是本發(fā)明所采用系統(tǒng)辨識理論示意圖，家用電器設(shè)備均可看作獨(dú)立的系統(tǒng)，系 統(tǒng)輸入為電壓，輸出為電流。當(dāng)有多個(gè)負(fù)荷投入運(yùn)行時(shí)，則相當(dāng)于多個(gè)子系統(tǒng)并聯(lián)，非侵入 機(jī)制下所形成的總系統(tǒng)頻率響應(yīng)理論上等于各投入運(yùn)行負(fù)荷的頻率響應(yīng)之和。將所采集的 電力入口處電流波形作為負(fù)荷系統(tǒng)的輸出，根據(jù)輸出信號的變化判斷出整體負(fù)荷系統(tǒng)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)與成分組成。
[0052]圖3a_d為仿真所選取的典型家用電器電流曲線圖，圖3a為電視機(jī)電流曲線圖，圖 3b為小太陽電流曲線圖，圖3c為微波爐電流曲線圖，圖3d為電水壺電流曲線圖，不同種類的 家用電器的穩(wěn)態(tài)電流特性是不同的。
[0053]圖4a_f為仿真所選取的家用電器混合電流曲線圖。圖4a為電視機(jī)與電水壺混合電 流曲線圖，圖4b為電視機(jī)與小太陽混合電流曲線圖，圖4c為電視機(jī)與微波爐混合電流曲線 圖，圖4d為小太陽與微波爐混合電流曲線圖，圖4e為小太陽與電水壺混合電流曲線圖，圖4f 為微波爐與電水壺混合電流曲線圖；當(dāng)四種電器中有兩個(gè)負(fù)荷投入運(yùn)行時(shí)，非侵入機(jī)制下 所采集的混合電流信號基本等于各投入運(yùn)行負(fù)荷電流之和，即總系統(tǒng)的輸出等于子系統(tǒng)的 輸出之和。
[0054]圖5為本發(fā)明系統(tǒng)特性求解方法流程圖。負(fù)荷單獨(dú)作用時(shí)所表現(xiàn)的特性，即為系統(tǒng) 的頻率響應(yīng)，當(dāng)有多個(gè)負(fù)荷投入運(yùn)行時(shí)，相當(dāng)于多個(gè)子系統(tǒng)并聯(lián)，則非侵入機(jī)制下所形成的 總系統(tǒng)頻率響應(yīng)理論上等于各投入運(yùn)行負(fù)荷的頻率響應(yīng)之和，計(jì)算公式為：
[0056]本發(fā)明利用系統(tǒng)辨識方法來估計(jì)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，其具體步驟為：
[0057]步驟1:對輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，去掉直流成分和低頻漂移；
[0058]步驟2:計(jì)算樣本的相關(guān)函數(shù)；
[0059]步驟3:計(jì)算樣本的譜密度函數(shù)；
[0060] 步驟4:對譜密度函數(shù)進(jìn)行加窗處理，獲得平滑譜密度函數(shù)；
[0061 ] 步驟5:計(jì)算頻率響應(yīng)；
[0062]步驟6:繪制幅頻特性曲線；
[0063] 步驟7:分析各個(gè)家用電器的幅頻特性曲線，實(shí)現(xiàn)家用電器的辨識。
[0064] 樣本輸入自相關(guān)函數(shù)的計(jì)算公式為：
[0066]樣本輸入輸出互相關(guān)函數(shù)計(jì)算公式為：
[0068]對輸入自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出互相關(guān)函數(shù)分別進(jìn)行傅里葉變換，即得樣本譜密度 函數(shù)，計(jì)算公式為：
[0072]由于計(jì)算的樣本譜密度函數(shù)不一定是一致估計(jì)量，為了獲得譜密度函數(shù)的一致估 計(jì)量，利用Blackman-Tukey提出的數(shù)據(jù)窗技術(shù)，對譜密度函數(shù)進(jìn)行平滑處理，平滑譜密度函 數(shù)的計(jì)算公式為：
[0074]其中，窗函數(shù)?。?br>[0076] 式中，Μ為樣本相關(guān)函數(shù)的最大時(shí)間間隔，取a-1 = ai = 0.25,ao = 0.5,此時(shí)使用 Hanning 窗；
[0077 ]計(jì)算頻率響應(yīng)估計(jì)為：
[0079]圖6a為小太陽和電視機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖6b為小太陽和電視機(jī) 單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。由圖中可看出，小太陽在50HZ、250HZ和450HZ處有明顯的 頻率分量，幅值分別是0.7738、0.7052和0.6936;電視機(jī)在50HZ、150HZ、250HZ、350HZ、450HZ 和550HZ處有頻率分量，電視機(jī)的幅度最小值為0.65，最大值在150HZ，為0.77左右。
[0080]圖7a為小太陽和電視機(jī)混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖7b為小太陽和電視機(jī) 混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。混合頻譜在50HZ、150HZ、250HZ、350HZ、450HZ和550HZ處 有頻率分量，根據(jù)本發(fā)明專利的方法，兩個(gè)系統(tǒng)并聯(lián)，總系統(tǒng)特性為分系統(tǒng)特性疊加，圖6a-b中頻率分量可以看出是電視機(jī)和小太陽疊加的結(jié)果，即混合系統(tǒng)特性包含兩個(gè)分系統(tǒng)的 特性，所以可以辨識出混合電器是小太陽和電視機(jī)。
[0081 ]圖8a為微波爐和電視機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖8b為微波爐和電視機(jī) 單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。圖9a為微波爐和電視機(jī)混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲 線，圖9b為微波爐和電視機(jī)混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。微波爐在50HZ-2250HZ處均有 頻率分量，幅度最小值為〇. 66，最大值在150HZ，為0.84左右。電視機(jī)在50HZ、150HZ、250HZ、 350HZ、450HZ和550HZ處有頻率分量，電視機(jī)的幅度最小值為0.65，最大值在150HZ，為0.77 左右。二者混合運(yùn)行時(shí)，在50HZ-750HZ處有頻率分量，幅度最小值為0.7，最大值在150HZ，為 0.84左右，經(jīng)過系統(tǒng)辨識估計(jì)頻響方法，微波爐的偶次諧波被平滑，表現(xiàn)為總系統(tǒng)的頻率響 應(yīng)更為平緩。
[0082 ]圖10a為小太陽和電水壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖1 Ob為小太陽和電水 壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。圖11a為小太陽和電水壺混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真 曲線，圖1 lb為小太陽和電水壺混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。小太陽和電水壺均為純電 阻電器，頻率響應(yīng)曲線中，二者較為明顯的奇次諧波均為50HZ、150HZ和250HZ，幅度不同，同 時(shí)投入運(yùn)行時(shí)，總系統(tǒng)的頻率響應(yīng)包含各子系統(tǒng)頻率響應(yīng)的頻率分量，且幅值大于子系統(tǒng) 的最大值。
[0083]圖12a為微波爐和電水壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真曲線，圖12b為微波爐和電水 壺單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。圖13a為微波爐和電水壺混合運(yùn)行時(shí)的幅頻特性仿真 曲線，圖13b為微波爐和電水壺混合運(yùn)行時(shí)的相頻特性仿真曲線。微波爐和純電阻電器電水 壺同時(shí)接入時(shí)，微波爐特有的偶次諧波均保留在混合頻率響應(yīng)中，且頻率越大，偶次諧波幅 值越來越小，即越來越平滑。
[0084]由于系統(tǒng)線路的損耗，頻率響應(yīng)估計(jì)算法的誤差，以及系統(tǒng)中噪聲的干擾，導(dǎo)致仿 真結(jié)果與理論有一定的偏差，但不影響實(shí)際辨識結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非侵入式家用電器辨識方法，其特征在于，所述方法具體包括 步驟1、利用安裝在家庭電力入口處的采集裝置，采集單個(gè)家用電器的電壓和電流數(shù) 據(jù)，將電壓數(shù)據(jù)作為子系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)序列，電流數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)序列，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存 儲； 步驟2、利用系統(tǒng)辨識方法計(jì)算輸入輸出數(shù)據(jù)序列的譜密度函數(shù)，進(jìn)而得到子系統(tǒng)的頻 率響應(yīng)，即系統(tǒng)特性； 步驟3、形成單個(gè)家用電器的系統(tǒng)頻率響應(yīng)特征庫； 步驟4、采集電力入口處混合電器的總電流數(shù)據(jù)和總電壓數(shù)據(jù)； 步驟5、利用步驟2的系統(tǒng)辨識方法估計(jì)總系統(tǒng)的系統(tǒng)特性； 步驟6、繪制系統(tǒng)幅頻特性曲線，將總系統(tǒng)頻率響應(yīng)典型頻率分量與特征庫中子系統(tǒng)頻 率響應(yīng)典型頻率分量進(jìn)行對比，確定總系統(tǒng)與子系統(tǒng)頻率響應(yīng)之間的加性函數(shù)； 步驟7、確定整體負(fù)荷系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與成分組成，實(shí)現(xiàn)家用電器的辨識。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非侵入式家用電器辨識方法，其特征在于，所述步驟2中利用 系統(tǒng)辨識方法的具體步驟為 步驟201、對輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，去掉直流成分和低頻漂移； 步驟202、計(jì)算輸入自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出互相關(guān)函數(shù)； 步驟203、對輸入自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出互相關(guān)函數(shù)分別進(jìn)行傅里葉變換，即得樣本譜 密度函數(shù)； 步驟204、對譜密度函數(shù)進(jìn)行加窗處理，獲得平滑譜密度函數(shù)； 步驟205、計(jì)算頻率響應(yīng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的非侵入式家用電器辨識方法，其特征在于，所述輸入自相關(guān)函 數(shù)輸入輸出互相關(guān)函數(shù)L為數(shù)據(jù)長度，To是采樣時(shí)間，U化)和Z化)表示采樣獲得有限長度的輸入和輸出數(shù)據(jù)序 列，k=l，2,…，L;Ru,l(1)為數(shù)據(jù)樣本的自相關(guān)函數(shù);Ruz,l(1)為數(shù)據(jù)樣本的互相關(guān)函數(shù)，1是 數(shù)據(jù)間隔，/'=1，2，..對輸入自相關(guān)函數(shù)和輸入輸出互相關(guān)函數(shù)分別進(jìn)行傅里葉變換，即 得樣本譜密度函數(shù)；對譜密度函數(shù)進(jìn)行平滑處理，平滑譜密度函數(shù)其中，窗 函勤Su,L(Wr)為數(shù)據(jù)樣本的自譜密度函數(shù)；Suz,L(l)為數(shù)據(jù)樣本的互譜密度函數(shù)；，Wr是角頻率；早而?是平滑譜密度函數(shù)，W(T)為窗函數(shù)，恥為系 數(shù)，取a-1 = ai = 0.25，ao = 0.5; τ代表時(shí)間，Μ為樣本相關(guān)函數(shù)Rx, L (τ)的最大時(shí)間間隔;頻率 響應(yīng)估計(jì)為數(shù)據(jù)樣本的平滑自譜密度函數(shù)，止(Μ;.)為數(shù) 據(jù)樣本的平滑互譜密度函數(shù)。
【文檔編號】G01R31/00GK106093630SQ201610389361
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610389361.9, CN 106093630 A, CN 106093630A, CN 201610389361, CN-A-106093630, CN106093630 A, CN106093630A, CN201610389361, CN201610389361.9
【發(fā)明人】祁兵, 韓璐, 武昕, 董超, 孫毅, 李彬
【申請人】華北電力大學(xué)