一种基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114970723A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210595344.6(22)申请日2022.05.29(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人冯卓明吴咏泉刘卫忠张鹏宋清华(74)专利代理机构南通一恒专利商标代理事务所(普通合伙)32553专利代理师梁金娟(51)Int.Cl.G06K9/62(2022.01)G06N3/04(2006.01)G01R21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法(57)摘要本发明属于用电负荷分解领域，提供一种基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，包括如下步骤：S1、选择需要分解的目标电器，通过功率采集装置测量出每一目标电器的运行功率序列；S2、利用数据合成方法，构建合成数据集；S3、利用合成数据集训练基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解算法模型，得到包含最优权重参数，可分解出目标电器有功功率序列的模型。本发明用于监测用电情况，分项计量和记录各电器的运行功率，并且仅仅使用到用电入口处1Hz的低频功率，采集成本低。本发明可同时对多个目标电器进行分解，无需为每一种目标电器单独执行分解过程。CN114970723ACN114970723A权利要求书1/1页1.一种基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、选择需要分解的目标电器，通过功率采集装置测量出每一目标电器的运行功率序列；S2、利用数据合成方法，构建合成数据集；S3、利用合成数据集训练基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解算法模型，得到包含最优权重参数，可分解出目标电器有功功率序列的模型。2.根据权利要求1所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解算法模型包括编码器、与目标电器等量的多个解码器和与多个解码器一一对应的多个输出层；所述编码器参数由所有目标电器共享，由所有目标电器共同训练；每一所述解码器由对应的目标电器独有，由各自的目标电器独立训练；每一所述输出层输出对应目标电器的功率序列。3.根据权利要求2所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，所述编码器包括5个下采用模块，前4个下采样模块由两个卷积层和一个池化层构成，最后一个下采样模块由两个卷积层构成。4.根据权利要求2所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，每一所述编码器包括4个上采样模块，每一所述上采样模块由一次上采样操作、一次特征拼接操作和两个卷积层组成。5.根据权利要求2所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，每一所述输出层包括一个卷积核为1的卷积层。6.根据权利要求1所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，步骤S2中构建合成数据集包括如下步骤：S2.1、通过一个功率采集装置采集单个电器的运行时有功功率序列，得到一个目标电器从开启前一刻到关闭这一段时间内的有功功率序列；S2.2、所有目标电器关闭一段时间，测量该段时间的总功率序列；S2.3、选择与步骤S2.2等长的时间段，在该时间段内随机选择多个不重叠的时刻，根据步骤S2.1，构建一个目标电器的多个运行时有功功率序列；S2.4、重复步骤S2.3，构建每一个目标电器的多个运行时有功功率序列，作为训练时的标签，然后把所有的目标电器的运行时有功功率序列和步骤S2.2中的总功率序列叠加，得到合成的总功率序列。7.根据权利要求6所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，步骤S2.1中，对于每一个目标电器，可测量出若干个运行时有功功率序列，以模拟目标电器的不同运行时长和运行模式。8.根据权利要求6所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，步骤S2.2中，所述总功率序列包含无关电器功率和噪声。9.根据权利要求6所述的基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法，其特征在于，步骤S2.3中，目标电器每次开启时间的间隔时间应大于目标电器的最短运行时长。2CN114970723A说明书1/4页一种基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法技术领域[0001]本发明属于用电负荷分解领域，具体涉及一种基于UNet结构的多任务非侵入式负荷分解方法。背景技术[0002]非侵入式负荷分解(Non‑intrusiveLoadDisaggregate，NILD)，是对某一用电用户总电表数据进行分析，以获知该电力用户各负荷的用电信息，其主要目标是从总功率中分解出各个电器的功率，实现用电功率的分项计量