一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法、系统及存储介质与流程

本发明属于用电管理，尤其涉及一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、推车入户、私拉电线、违规改造电瓶等等违规充电行为屡见不鲜。研究表明大部分电动车引起的火灾都发生在电动车充电时，火灾导致人员死伤的，基本发生在居民室内与过道。电动车入户充电引起的火灾严重威胁到了人们的生命和财产安全，因此禁止电动车入户充电势在必行。

2、目前对电动车入户充电的防范手段基本是靠安保人员巡查，需要耗费大量人力，而且效率低下，无法完全防范。其它的电动车入户充电检测手段也存在着成本过高、覆盖不全面等问题，因此需要更加精准高效的手段来检测电动车入户充电的行为。

技术实现思路

1、本发明在于提供一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法、系统及存储介质，综合利用负荷接入事件的暂态特征和稳态特征，实现表箱侧充电负荷的精准辨识，并利用功率阶跃一致性进行用户侧功率匹配，实现充电负荷定位到户，从而实现对户内电瓶车充电事件的精准高效检测。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，包括：

4、分别获取表箱侧电流与功率的工频波形以及用户侧的功率数据；

5、获取所述工频波形的开关暂态特征、稳态特征及功率特征；

6、根据所述开关暂态特征、稳态特征及功率特征进行表箱下电瓶车充电负荷辨识；

7、根据功率阶跃一致性对所述用户侧的功率数据以及电瓶车充电负荷进行功率匹配，将充电负荷定位到户。

8、可选地，所述分别获取表箱侧电流与功率的工频波形以及用户侧的功率数据，包括：在表箱进线侧获取若干个电流工频波形内的m点波形曲线，并在用户进线侧获取分钟级功率曲线数据。

9、可选地，所述获取所述工频波形的开关暂态特征、稳态特征及功率特征，包括：

10、根据所述电流工频波形获取开关暂态电流脉冲幅值以及暂态过渡时间；

11、根据所述电流工频波形获取电流波峰系数和谐波特征；

12、根据所述工频波形获取最大瞬时功率与平均功率的比值。

13、可选地，所述根据所述电流工频波形获取电流波峰系数，包括：

14、根据稳态电流工频波形的最大电流幅值与电流均方根获取电流波峰系数，所述电流波峰系数的计算公式如下：

15、

16、其中，为电流工频波形取样点的电流值。

17、可选地，所述根据所述电流工频波形获取谐波特征，包括：

18、通过傅里叶变换将采集的电流时域信号转换为频域内的频谱信号，进行谐波分量提取，所述频域内的频谱信号表达式如下：

19、

20、其中，为直流分量，为基波角频率，为k次谐波分量初相角，为第k次谐波电流幅值，；

21、单次谐波含量的计算公式如下：

22、

23、其中，为第k次谐波电流幅值，为基波电流幅值；

24、总谐波畸变率的计算公式如下：

25、

26、其中，h为谐波次数的限值，为电流全部谐波分量。

27、可选地，所述根据所述工频波形获取最大瞬时功率与平均功率的比值，包括：

28、所述最大瞬时功率的计算公式如下：

29、

30、其中，为最大瞬时功率，为表箱侧的功率数据；

31、所述平均功率的计算公式如下：

32、

33、其中，为平均功率；

34、所述比值的计算公式如下：

35、

36、其中，为最大瞬时功率与平均功率的比值。

37、可选地，所述根据所述开关暂态特征、稳态特征及功率特征进行表箱下电瓶车充电负荷辨识，包括：

38、监测暂态电流工频波形幅值，将出现冲击电流的时刻作为充电负荷暂态电流脉冲幅值发生时刻，至电流幅值变为时刻之间的过程作为暂态过渡阶段，若，满足电瓶车充电负荷开关暂态特征；

39、和/或，若电流波峰系数，三次谐波含量、五次谐波含量、总谐波畸变率，满足电瓶车充电负荷稳态特征；

40、和/或，若进入稳态过程n秒内比值的平均值大于5，满足电瓶车充电负荷功率特征。

41、可选地，所述根据功率阶跃一致性对所述用户侧的功率数据以及电瓶车充电负荷进行功率匹配，将充电负荷定位到户，包括：

42、计算表箱侧的功率变化：

43、

44、其中，为充电负荷暂态电流脉冲幅值发生时刻1.5s后的功率值，p为充电负荷暂态电流脉冲幅值发生时刻前一个取样点的功率值；

45、计算每个用户侧充电负荷暂态电流脉冲幅值发生时刻前后两分钟内每分钟的功率变化，并取其中的最大值；

46、将用户侧的最大功率变化与表箱侧的功率变化进行对比，若某用户侧与之间的差值不大于0.01，将电瓶车充电负荷定位到该用户。

47、第二方面，本发明提供一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测系统，包括：

48、双源数据获取模块：用于分别获取表箱侧电流与功率的工频波形以及用户侧的功率数据；

49、表箱侧电流功率特征获取模块：用于获取所述工频波形的开关暂态特征、稳态特征及功率特征；

50、电瓶车充电负荷辨识模块：用于根据所述开关暂态特征、稳态特征及功率特征进行表箱下电瓶车充电负荷辨识；

51、电瓶车充电负荷定位模块：用于根据功率阶跃一致性对所述用户侧的功率数据以及电瓶车充电负荷进行功率匹配，将充电负荷定位到户。

52、第三方面，本发明提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一步所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法。

53、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过引入表箱侧的电气暂态特征，分析电瓶车充电负荷接入时的开关暂态特征，综合利用暂态特征和稳态特征，实现表箱下电瓶车充电负荷的精准辨识，并利用功率阶跃一致性进行用户侧功率匹配，实现充电负荷定位到户，从而实现对户内电瓶车充电的精确监测，相比于其它监测方法，本发明覆盖范围更全面，识别准确率更高；通过应用双源负荷辨识算法实现充电行为定位到户，随着国网总部推广部署“整箱计量”，同步实现电动自行车户内充电监测，无需更换用户当前电能表，投资成本低，易于全覆盖推广实施。

技术特征：

1.一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，所述分别获取表箱侧电流与功率的工频波形以及用户侧的功率数据，包括：在表箱进线侧获取若干个电流工频波形内的m点波形曲线，并在用户进线侧获取分钟级功率曲线数据。

3.根据权利要求1所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，所述获取所述工频波形的开关暂态特征、稳态特征及功率特征，包括：

4.根据权利要求3所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，所述根据所述电流工频波形获取电流波峰系数，包括：

5.根据权利要求3所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，所述根据所述电流工频波形获取谐波特征，包括：

6.根据权利要求3所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，所述根据所述工频波形获取最大瞬时功率与平均功率的比值，包括：

7.根据权利要求6所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，所述根据所述开关暂态特征、稳态特征及功率特征进行表箱下电瓶车充电负荷辨识，包括：

8.根据权利要求7所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法，其特征在于，所述根据功率阶跃一致性对所述用户侧的功率数据以及电瓶车充电负荷进行功率匹配，将充电负荷定位到户，包括：

9.一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法。

技术总结
本发明公开了一种基于“表箱+用户”双源辨识的户内电瓶车充电监测方法、系统及存储介质，属于用电管理技术领域，所述监测方法包括：分别获取表箱侧电流与功率的工频波形以及用户侧的功率数据；获取所述工频波形的开关暂态特征、稳态特征及功率特征；根据所述开关暂态特征、稳态特征及功率特征进行表箱下电瓶车充电负荷辨识；根据功率阶跃一致性对所述用户侧的功率数据以及电瓶车充电负荷进行功率匹配，将充电负荷定位到户，通过应用双源负荷辨识算法实现充电行为定位到户，相比于其它监测方法，本发明覆盖范围更全面，识别准确率更高，能够同步实现电动自行车户内充电监测，无需更换用户当前电能表，投资成本低，易于全覆盖推广实施。

技术研发人员：王淑云,李新家,杜先波,李春永,严永辉,于怡,刘飞,黄青青
受保护的技术使用者：江苏方天电力技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/12