基于深度学习决策融合的非侵入式负荷分类的研究
2021-04-27滕红丽贾树恒王灏王雅倩周东国胡文山袁超
滕红丽,贾树恒,王灏,王雅倩,周东国,胡文山,袁超
(1.河南农业大学理学院,河南 郑州 450002;2.武汉大学电气与自动化学院,湖北 武汉 430072)
负荷监测作为高级测量体系(Advanced Metering Infrastructure,AMI)最重要的组成部分[1],是实现智能电网的关键技术之一。其中,非侵入式负荷监测(Non-intrusive load monitoring,NILM)[2]以软算法代替硬测量,具有经济适用、易推广等优点,逐步取代了侵入式测量,成为新的研究热点。NILM仅利用电力入口处的单一测量装置即可有效获取负荷电气信息,结合软件算法有针对性地分析、管理用户用电行为,从而实现需求侧精细化管理和智能用电双向信息流交互[3-4]。
目前,负荷识别及分类方法以模式识别[5]为主,主要通过学习负荷印记(Load Signatures,LS)实现负荷分类,例如支持向量机、K最邻近算法、神经网络等,国内外相关研究众多。FIGUEIREDO等[6]提取负荷电流和电压的峰值、均方根以及功率因子等特征作为负荷印记标记电气设备。LIN等[7]结合Fuzzy、C-Means和模糊分类方法,能够较好地处理负荷特征相似问题,其性能优于BP(Back Propagation)神经网络;WANG等[8]提取V-I轨迹曲线,通过支持向量机多分类算法实现负荷辨识;DU等[9-10]深入研究了负荷V-I轨迹特征,并通过多种设备证明V-I轨迹图像作为负荷分类特征的优势以及卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)对图像的分类效果;HONG等[11]利用傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)获得电流、电压、有功功率、无功功率等4种负荷印记,构成7种组合特征,研究发现4种负荷印记组合时能获得最高精度。HE等[12]采用双层特征提取框架融合不同负荷特征的优势,具备较强的可扩展性。KELLY[13]采用3种深度学习神经网络架构,在负荷分解方面取得良好的分类效果。……
