基于非侵入式监测技术的负荷辨识方法研究

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非侵入式负荷监测(Nonintrusive Load Mointoring,NILM)是根据电力入口处电气参数估算出各用电设备的工作及能耗状况,通过负荷辨识技术得到详细用电状态信息,与侵入式负荷监测相比(Intrusive Load Mointoring,ILM)大大减少传感器数量,近年来在调度优化和负荷精细化管理领域受到越来越多关注。随着深度学习在图像识别、自然语言处理等领域应用,深度学习算法仅凭借低频采样的负荷数据自动学习特征,取得较好的负荷辨识效果。但伴随网络复杂训练成本大大增加,本文针对深度学习算法的应用问题,对NILM技术下的负荷辨识算法展开深入研究。首先在分析总结负荷数据来源和类型基础上,对采用的数据集进行预处理,从准确率、泛化性、扩展性、不同类型负荷识别性能等方面给出了全面的NILM评价标准。其次,提出一种基于卷积块注意力模型的负荷辨识算法,将注意力机制模块应用到卷积神经网络中,提高卷积神经网络特征提取能力,通过对多个数据集进行了基于卷积块注意力模型的负荷辨识实验,证实算法可以在不增加网络参数基础上进一步提高负荷辨识准确率,并借助工具包与其他NILM算法评价标准进行对比,证实本文算法优越性。最后,针对NILM实际应用中获取标签数据困难的问题,采用对抗式迁移学习网络处理分布样本差异较大的数据集,提取到不同数据集之间的共性特征,并对REDD、UK-DALE和REFIT数据集进行实验,以无监督方式对目标域数据进行负荷分解,在跨域学习上实现较高的识别准确率。
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