一种非侵入式工业负荷事件检测方法及系统

摘要

本发明涉及一种非侵入式工业负荷事件检测方法及系统，涉及智能用电管理技术领域，方法包括：通过非侵入式采集装置同步采集用电数据构成第一用电数据集；从第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值；根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件；根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集；从第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值；根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件，进而实现工业负荷事件类型检测。

权利要求

1.一种非侵入式工业负荷事件检测方法，其特征在于，所述方法包括：通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，构成第一用电数据集；

从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值；其中，N为大于2的正整数；

根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件；

根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集；

从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值；其中，M为大于2的正整数；

根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件。

2.根据权利要求1所述的非侵入式工业负荷事件检测方法，其特征在于，所述方法还包括：确定负荷状态变动事件和/或负荷模式变动事件对应的负荷动作。

3.根据权利要求1所述的非侵入式工业负荷事件检测方法，其特征在于，所述从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值，具体包括：将电压值由负转正对应的采集点作为电压周期的初始点；

以初始点为临界点，从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段；每个所述第一数据段包括N1个电压周期采集的用电数据；其中，N1为大于1的正整数；

根据各所述第一数据段内各电压周期采集的用电数据计算各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率；

根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率计算各所述第一数据段内负荷平均用电功率值；

根据相邻两个第一数据段的负荷平均用电功率值计算相邻两个第一数据段之间的平均功率差值。

4.根据权利要求3所述的非侵入式工业负荷事件检测方法，其特征在于，所述根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件，具体包括：步骤S31：根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率和各所述第一数据段内负荷平均用电功率值计算各所述第一数据段对应的负荷用电功率方差；

步骤S32：判断平均功率差值△PX是否大于 ；如果△PX大于，则说明事件为负荷状态变动事件，并执行“步骤S33”；如果△PX小于或等于 ，则令X=X+1，判断X是否小于或等于N，如果X小于或等于N，则执行“步骤S32”，如果X大于N，则结束；其中， 均为大于0小于1的有理数，P'X表示第X个第一数据段对应的负荷用电功率方差，PX‑1表示第X‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值；

步骤S33：判断是否满足第一事件结束条件，如果满足第一事件结束条件，则说明负荷状态变动事件已经结束，如果不满足第一事件结束条件，则继续执行“步骤S33”。

5.根据权利要求4所述的非侵入式工业负荷事件检测方法，其特征在于，所述第一事件结束条件具体为：其中，X1和X2表示两个不相邻的第一数据段序号，X1小于X2，P'n表示第n个第一数据段对应的负荷用电功率方差，Pn‑1表示第n‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值，K1表示设定的整数，△Pn表示第n个第一数据段与第n‑1个第一数据段之间的平均功率差值。

6.根据权利要求1所述的非侵入式工业负荷事件检测方法，其特征在于，所述根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件，具体包括：步骤S61：判断交点数量差值△SY是否大于 ；如果交点数量差值△SY大于，则说明事件为负荷模式变动事件，并执行“步骤S62”；如果交点数量差值△SY小于或等于 ，则令Y=Y+1，判断Y是否小于或等于M，如果Y小于或等于M，则返回“步骤S61”，如果Y大于M，则结束；其中， 为大于0小于1的有理数，SY‑1表示第Y‑1个第二数据段对应的交点个数；

步骤S62：判断是否满足第二事件结束条件，如果满足第二事件结束条件，则说明负荷模式变动事件已经结束；如果不满足第二事件结束条件，则继续执行“步骤S62”。

7.根据权利要求6所述的非侵入式工业负荷事件检测方法，其特征在于，所述第二事件结束条件具体为：其中，Y1和Y2表示两个不相邻的第二数据段序号，Y1小于Y2，Sn‑1表示第n‑1个第二数据段对应的交点个数，K2表示设定的整数，△Sn表示第n个第二数据段与第n‑1个第二数据段之间的交点数量差值。

8.一种非侵入式工业负荷事件检测系统，其特征在于，所述系统包括：第一用电数据集构建模块，用于通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，构成第一用电数据集；

平均功率差值计算模块，用于从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值；其中，N为大于2的正整数；

负荷状态变动事件确定模块，用于根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件；

第二用电数据集构建模块，用于根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集；

交点数量差值计算模块，用于从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值；其中，M为大于2的正整数；

负荷模式变动事件确定模块，用于根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件。

9.根据权利要求8所述的非侵入式工业负荷事件检测系统，其特征在于，所述平均功率差值计算模块，具体包括：初始点确定单元，用于将电压值由负转正对应的采集点作为电压周期的初始点；

第一截取单元，用于以初始点为临界点，从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段；每个所述第一数据段包括N1个电压周期采集的用电数据；其中，N1为大于1的正整数；

第一负荷用电功率计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期采集的用电数据计算各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率；

第一负荷平均用电功率值计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率计算各所述第一数据段内负荷平均用电功率值；

平均功率差值计算单元，用于根据相邻两个第一数据段的负荷平均用电功率值计算相邻两个第一数据段之间的平均功率差值。

10.根据权利要求9所述的非侵入式工业负荷事件检测系统，其特征在于，所述负荷状态变动事件确定模块，具体包括：负荷用电功率方差计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率和各所述第一数据段内负荷平均用电功率值计算各所述第一数据段对应的负荷用电功率方差；

第一判断单元，用于判断平均功率差值△PX是否大于 ；如果△PX大于 ，则说明事件为负荷状态变动事件，并执行“第二判断单元”；如果△PX小于或等于 ，则令X=X+1，判断X是否小于或等于N，如果X小于或等于N，则执行“第一判断单元”，如果X大于N，则结束；其中， 均为大于0小于1的有理数，P'X表示第X个第一数据段对应的负荷用电功率方差，PX‑1表示第X‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值；

第二判断单元，用于判断是否满足第一事件结束条件，如果满足第一事件结束条件，则说明负荷状态变动事件已经结束，如果不满足第一事件结束条件，则继续执行“第二判断单元”。

说明书

一种非侵入式工业负荷事件检测方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及智能用电管理技术领域，特别是涉及一种非侵入式工业负荷事件检测方法及系统。

背景技术

[0002] 碳达峰、碳中和目标对工业发展提出了低碳节能的新要求，促使工业用户不断提高生产能效水平。工业生产耗电巨大，其负荷的用电数据能够很大程度地反映该工厂生产作业的实际情况。因此，在工业生产中，有必要监测负荷用电信息，进而获取用户生产情况并还原负荷动作，能够帮助工业用户提高生产能效，实现低碳转型。

[0003] 传统的侵入式负荷检测方法直接采集运行负荷的独立数据，进而基于采集的数据进行检测，虽然获取的负荷信息真实可靠，但需要的设备数量较大，成本较高，其安装和维护对负荷运行的影响较大，不适宜用于工业负荷事件检测。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种非侵入式工业负荷事件检测方法及系统，以实现有效地辨识工业生产中的负荷事件的类型。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种非侵入式工业负荷事件检测方法，所述方法包括：

[0006] 通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，构成第一用电数据集；

[0007] 从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值；其中，N为大于2的正整数；

[0008] 根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件；

[0009] 根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集；

[0010] 从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值；其中，M为大于2的正整数；

[0011] 根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件。

[0012] 可选地，所述方法还包括：

[0013] 确定负荷状态变动事件和/或负荷模式变动事件对应的负荷动作。

[0014] 可选地，所述从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值，具体包括：

[0015] 将电压值由负转正对应的采集点作为电压周期的初始点；

[0016] 以初始点为临界点，从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段；每个所述第一数据段包括N1个电压周期采集的用电数据；其中，N1为大于1的正整数；

[0017] 根据各所述第一数据段内各电压周期采集的用电数据计算各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率；

[0018] 根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率计算各所述第一数据段内负荷平均用电功率值；

[0019] 根据相邻两个第一数据段的负荷平均用电功率值计算相邻两个第一数据段之间的平均功率差值。

[0020] 可选地，所述根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件，具体包括：

[0021] 步骤S31：根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率和各所述第一数据段内负荷平均用电功率值计算各所述第一数据段对应的负荷用电功率方差；

[0022] 步骤S32：判断平均功率差值△PX是否大于 ；如果△PX大于，则说明事件为负荷状态变动事件，并执行“步骤S33”；如果△PX小于
或等于 ，则令X=X+1，判断X是否小于或等于N，如果X小于或等于N，则执
行“步骤S32”，如果X大于N，则结束；其中， 均为大于0小于1的有理数，P'X表示第X个第一数据段对应的负荷用电功率方差，PX‑1表示第X‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值；

[0023] 步骤S33：判断是否满足第一事件结束条件，如果满足第一事件结束条件，则说明负荷状态变动事件已经结束，如果不满足第一事件结束条件，则继续执行“步骤S33”。

[0024] 可选地，所述第一事件结束条件具体为：

[0025]

[0026] 其中，X1和X2表示两个不相邻的第一数据段序号，X1小于X2，P'n表示第n个第一数据段对应的负荷用电功率方差，Pn‑1表示第n‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值，K1表示设定的整数，△Pn表示第n个第一数据段与第n‑1个第一数据段之间的平均功率差值。

[0027] 可选地，所述根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件，具体包括：

[0028] 步骤S61：判断交点数量差值△SY是否大于 ；如果交点数量差值△SY大于，则说明事件为负荷模式变动事件，并执行“步骤S62”；如果交点数量差值△SY小于或等于 ，则令Y=Y+1，判断Y是否小于或等于M，如果Y小于或等于M，则返回“步骤S61”，如果Y大于M，则结束；其中， 为大于0小于1的有理数，SY‑1表示第Y‑1个第二数据段对应的交点个数；

[0029] 步骤S62：判断是否满足第二事件结束条件，如果满足第二事件结束条件，则说明负荷模式变动事件已经结束；如果不满足第二事件结束条件，则继续执行“步骤S62”。

[0030] 可选地，所述第二事件结束条件具体为：

[0031]

[0032] 其中，Y1和Y2表示两个不相邻的第二数据段序号，Y1小于Y2，Sn‑1表示第n‑1个第二数据段对应的交点个数，K2表示设定的整数，△Sn表示第n个第二数据段与第n‑1个第二数据段之间的交点数量差值。

[0033] 本发明还提供一种非侵入式工业负荷事件检测系统，所述系统包括：

[0034] 第一用电数据集构建模块，用于通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，构成第一用电数据集；

[0035] 平均功率差值计算模块，用于从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值；其中，N为大于2的正整数；

[0036] 负荷状态变动事件确定模块，用于根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件；

[0037] 第二用电数据集构建模块，用于根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集；

[0038] 交点数量差值计算模块，用于从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值；其中，M为大于2的正整数；

[0039] 负荷模式变动事件确定模块，用于根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件。

[0040] 可选地，所述平均功率差值计算模块，具体包括：

[0041] 初始点确定单元，用于将电压值由负转正对应的采集点作为电压周期的初始点；

[0042] 第一截取单元，用于以初始点为临界点，从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段；每个所述第一数据段包括N1个电压周期采集的用电数据；其中，N1为大于1的正整数；

[0043] 第一负荷用电功率计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期采集的用电数据计算各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率；

[0044] 第一负荷平均用电功率值计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率计算各所述第一数据段内负荷平均用电功率值；

[0045] 平均功率差值计算单元，用于根据相邻两个第一数据段的负荷平均用电功率值计算相邻两个第一数据段之间的平均功率差值。

[0046] 可选地，所述负荷状态变动事件确定模块，具体包括：

[0047] 负荷用电功率方差计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率和各所述第一数据段内负荷平均用电功率值计算各所述第一数据段对应的负荷用电功率方差；

[0048] 第一判断单元，用于判断平均功率差值△PX是否大于 ；如果△PX大于 ，则说明事件为负荷状态变动事件，并执行“第二判断单元”；如
果△PX小于或等于 ，则令X=X+1，判断X是否小于或等于N，如果X小于或
等于N，则执行“第一判断单元”，如果X大于N，则结束；其中， 均为大于0小于1的有理数，P'X表示第X个第一数据段对应的负荷用电功率方差，PX‑1表示第X‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值；

[0049] 第二判断单元，用于判断是否满足第一事件结束条件，如果满足第一事件结束条件，则说明负荷状态变动事件已经结束，如果不满足第一事件结束条件，则继续执行“第二判断单元”。

[0050] 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

[0051] 本发明通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，进而基于采集的用电数据对工业负荷事件的类型进行有效检测，不仅解决了传统采集数据复杂以及成本高的问题，还能够针对工业的负荷事件进行检测。

附图说明

[0052] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0053] 图1为本发明非侵入式工业负荷事件检测方法流程图；

[0054] 图2为本发明非侵入式工业负荷事件检测系统结构图；

[0055] 图3为本发明非侵入式工业负荷事件检测架构示意图；

[0056] 图4为本发明检测到t1时刻的状态变动事件及其提取的电流和电压波形；

[0057] 图5为本发明检测到t2时刻的模式变动事件及其提取的功率波形。

具体实施方式

[0058] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0059] 本发明的目的是提供一种非侵入式工业负荷事件检测方法及系统，以实现有效地辨识工业生产中的负荷事件的类型。

[0060] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0061] 实施例1

[0062] 在以下实施例中，为了区分步骤S2以及步骤S5中的数据段的不同，将步骤S2中截取的数据段称为第一数据段，将步骤S5中截取的数据段称为第二数据段。另外，本发明中的负荷事件包括负荷状态变动事件和负荷模式变动事件；将由负荷投切动作引起的功率信号缓慢大幅度变化的事件记为负荷状态变动事件；将由负荷变动工作模式引起的前后功率不变的功率信号规律变化的事件记为负荷模式变动事件。

[0063] 如图1所示，本发明公开一种非侵入式工业负荷事件检测方法，所述方法包括：

[0064] 步骤S1：通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，构成第一用电数据集。

[0065] 步骤S2：从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值；其中，N为大于2的正整数。

[0066] 步骤S3：根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件。

[0067] 步骤S4：根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集。

[0068] 步骤S5：从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值；其中，M为大于2的正整数。

[0069] 步骤S6：根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件。

[0070] 下面对各个步骤进行详细论述：

[0071] 步骤S1：通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，构成第一用电数据集；所述用电数据包括：电压和电流。本实施例中，采用高频采集的方式采集用电数据。

[0072] 步骤S2：从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值，具体包括：

[0073] 步骤S21：将电压值由负转正对应的采集点作为电压周期的初始点，具体判断公式为：

[0074] (1)

[0075] 其中，UA,z表示A相第z个采样点采集的电压。

[0076] 步骤S22：以初始点为临界点，从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段；每个所述第一数据段包括N1个电压周期采集的用电数据；本实施例中，N1取500。

[0077] 步骤S23：根据各所述第一数据段内各电压周期采集的用电数据计算各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率，具体计算公式为：

[0078] (2)

[0079] 其中，PX,i表示第X个第一数据段内第i个电压周期的负荷用电功率，T为每个电压周期的采集总点数，UA,z表示A相第z个采样点采集的电压，IA,z表示A相第z个采样点采集的电流，X∈[1,N]，i∈[1,N1]。

[0080] 步骤S24：根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率计算各所述第一数据段内负荷平均用电功率值，具体计算公式为：

[0081] (3)

[0082] 其中，PX表示第X个第一数据段内负荷平均用电功率值，N1表示每个第一数据段内包含电压周期的总个数，PX,i表示第X个第一数据段内第i个电压周期的负荷用电功率。

[0083] 步骤S25：根据相邻两个第一数据段的负荷平均用电功率值计算相邻两个第一数据段之间的平均功率差值，具体计算公式为：

[0084] (4)

[0085] 其中，PX表示第X个第一数据段内负荷平均用电功率值，PX‑1表示第X‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值，△PX表示第X个第一数据段与第X‑1个第一数据段之间的平均功率差值。

[0086] 步骤S3：根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件，具体包括：

[0087] 步骤S31：根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率和各所述第一数据段内负荷平均用电功率值计算各所述第一数据段对应的负荷用电功率方差，具体公式为：

[0088] (5)

[0089] 其中，P'x表示第X个第一数据段对应的负荷用电功率方差，PX表示第X个第一数据段内负荷平均用电功率值，N1表示电压周期的总个数，PX,i表示第X个第一数据段内第i个电压周期的负荷用电功率。

[0090] 步骤S32：判断平均功率差值△PX是否大于 ；如果△PX大于，则说明事件为负荷状态变动事件，并执行“步骤S33”；如果△PX小于
或等于 ，则令X=X+1，判断X是否小于或等于N，如果X小于或等于N，则执
行“步骤S32”，如果X大于N，则结束；其中， 均为大于0小于1的有理数，P'X表示第X个第一数据段对应的负荷用电功率方差，PX‑1表示第X‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值；本实施例中， 为0.02， 为0.3。

[0091] 步骤S33：判断是否满足第一事件结束条件，如果满足第一事件结束条件，则说明负荷状态变动事件已经结束，如果不满足第一事件结束条件，则继续执行“步骤S33”。

[0092] 第一事件结束条件具体为：

[0093] (6)

[0094] 其中，X1和X2表示两个不相邻的第一数据段序号，X1小于X2， 均为大于0小于1的有理数，P'n表示第n个第一数据段对应的负荷用电功率方差，Pn‑1表示第n‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值，K1表示设定的整数，△Pn表示第n个第一数据段与第n‑1个第一数据段之间的平均功率差值。本实施例中，K1为20。

[0095] 步骤S4：根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集。所述第二用电数据集为两个相邻的所述负荷状态变动事件之间的电流数据和电压数据。

[0096] 步骤S5：从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值，具体包括：

[0097] 步骤S51：以初始点为临界点，从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段；每个所述第二数据段包括N2个电压周期采集的用电数据；本实施例中N2取300。

[0098] 步骤S52：根据各所述第二数据段内各电压周期采集的用电数据计算各第二数据段内各电压周期的负荷用电功率，具体计算公式为：

[0099] (7)

[0100] 其中，PY，j表示第Y个第二数据段内第j个电压周期的负荷用电功率，T为每个电压周期的采集总点数，UA,z表示A相第z个采样点采集的电压，IA,z表示A相第z个采样点采集的电流，Y∈[1,M]，j∈[1,N2]。

[0101] 步骤S53：根据各所述第二数据段内各电压周期的负荷用电功率计算各所述第二数据段内负荷平均用电功率值，具体计算公式为：

[0102] (8)

[0103] 其中，PY表示第Y个第二数据段内负荷平均用电功率值，N2表示每个第二数据段内包含电压周期的总个数，PY，j表示第Y个第二数据段内第j个电压周期的负荷用电功率。

[0104] 步骤S54：根据各所述第二数据段内各电压周期的负荷用电功率和各所述第二数据段内负荷平均用电功率值计算各所述第二数据段对应的交点个数，具体公式为：

[0105] (9)

[0106] 其中， 表示设定参数，PY表示第Y个第二数据段内负荷平均用电功率值，N2表示每个第二数据段内包含电压周期的总个数，PY，j表示第Y个第二数据段内第j个电压周期的负荷用电功率，SY表示第Y个第二数据段对应的交点个数，本实施例中交点个数为负荷用电功率曲线与功率平均值的交点的个数， 取5W。

[0107] 步骤S55：根据相邻两个所述第二数据段对应的交点个数计算相邻两个第二数据段之间的交点数量差值，具体公式为：

[0108] △SY=SY‑SY‑1(10)

[0109] 其中，△SY表示第Y个第二数据段与第Y‑1个第二数据段之间的交点数量差值，SY表示第Y个第二数据段对应的交点个数。

[0110] 步骤S6：根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件，具体包括：

[0111] 步骤S61：判断交点数量差值△SY是否大于 ；如果交点数量差值△SY大于，则说明事件为负荷模式变动事件，并执行“步骤S62”；如果交点数量差值△SY小于或等于 ，则令Y=Y+1，判断Y是否小于或等于M，如果Y小于或等于M，则返回“步骤S61”，如果Y大于M，则结束；其中， 为大于0小于1的有理数，SY‑1表示第Y‑1个第二数据段对应的交点个数，△SY表示第Y个第二数据段与第Y‑1个第二数据段之间的交点数量差值；本实施例中， 取0.5。

[0112] 步骤S62：判断是否满足第二事件结束条件，如果满足第二事件结束条件，则说明负荷模式变动事件已经结束；如果不满足第二事件结束条件，则继续执行“步骤S62”。

[0113] 第二事件结束条件具体为：

[0114] (11)

[0115] 其中，Y1和Y2表示两个不相邻的第二数据段序号，Y1小于Y2， 为大于0小于1的有理数，Sn‑1表示第n‑1个第二数据段对应的交点个数，K2表示设定的整数，△Sn表示第n个第二数据段与第n‑1个第二数据段之间的交点数量差值。本实施例中， 取0.5，K2取5。

[0116] 步骤S7：确定负荷状态变动事件和/或负荷模式变动事件对应的负荷动作，具体包括：

[0117] 步骤S71：确定负荷状态变动事件对应的负荷动作，具体包括：

[0118] 步骤S711：提取发生所述负荷状态变动事件前的稳态电流波形和后的稳态电流波形以及各稳态电流波形对应的电压波形获得事件的稳态波形。

[0119] 稳态电流波形的具体判定公式为：

[0120] (12)

[0121] 其中，X1和X2表示两个不相邻的第一数据段序号，X1小于X2， 表示设定的稳态电流波形判断阈值，K3表示设定的整数，△Pn表示第n个第一数据段与第n‑1个第一数据段之间平均功率差值；本实施例中， 为500瓦，K3为2。

[0122] 事件的稳态电流波形与电压波形的具体公式为：

[0123] (13)

[0124] (14)

[0125] 其中，Io,r表示检测到的状态变动事件的稳态电流波形，Ir表示所述负荷状态变动事件后的稳态电流波形，Ir‑1表示所述负荷状态变动事件前的稳态电流波形，Uo,r表示检测到的状态变动事件的电压波形，Ur表示所述负荷状态变动事件后的电压波形，Ur‑1表示所述负荷状态变动事件前的电压波形。

[0126] 步骤S712：根据所述负荷状态变动事件对应的事件的稳态波形确定所述负荷状态变动事件对应的电气特征，具体公式为：

[0127] (15)

[0128] (16)

[0129] 其中，Is为事件电流有效值，Io,r,z为事件电流Io,r第z个采样点的采样电流，Pp为事件功率，Uo,r,z为事件电压Uo,r第z个采样点的采样电压，T为采样周期，本实施例中T为100。

[0130] 步骤S713：将所述负荷状态变动事件对应的电气特征与参考信息进行对比，确定所述负荷状态变动事件对应的负荷动作。所述参考信息为负荷设备的参数和生产控制信息中至少一种。

[0131] 步骤S72：确定负荷模式变动事件对应的负荷动作，具体包括：

[0132] 步骤S721：提取负荷模式变动事件全过程的电压和电流波形，获得事件的暂态波形。

[0133] 事件的暂态波形的具体公式为：

[0134] (17)

[0135] 其中，Pv,A,i，Pv,B,i，Pv,C,i分别表示负荷模式变动事件过程中A,B,C相第i个电压周期的提取功率值，i∈[1,TN2L]；Iv,z,A，Iv,z,B，Iv,z,C分别表示负荷模式变动事件过程中A,B,C相第i个电压周期第z个采样电流；Uv,z,A，Uv,z,B，Uv,z,C分别表示负荷模式变动事件过程中A,B,C相第i个电压周期第z个采样电压；T表示电压周期的采样点数；L表示负荷模式变动事件持续的所述第二数据段段数；Iv,h,A，Iv,h,B，Iv,h,C分别表示负荷模式变动事件过程中A,B,C相第h个采样电流；Uv,h,A，Uv,h,B，Uv,h,C分别表示负荷模式变动事件过程中A,B,C相第h个采样电压；z∈[1,T]表示负荷模式变动事件过程中A,B,C相第i个电压周期内的第z个采样点；h∈[1,TN2L]表示负荷模式变动事件过程中A,B,C相第h个采样点；本实施例中，T为100。

[0136] 步骤S722：根据所述负荷模式变动事件的暂态波形确定所述负荷模式变动事件对应的时间特征，具体公式为：

[0137] Tv=TN2L(18)

[0138] 其中，Tv表示所述负荷模式变动事件的持续时间，T表示电压周期的采样点数，L表示负荷模式变动事件持续的所述第二数据段段数；本实施例中，T为100。

[0139] 步骤S723：将所述负荷模式变动事件对应的时间特征与参考信息进行对比，确定所述负荷模式变动事件对应的负荷动作。所述参考信息为负荷设备的参数和生产控制信息中至少一种。

[0140] 实施例2

[0141] 如图2所示，本发明还提供一种非侵入式工业负荷事件检测系统，所述系统包括：

[0142] 第一用电数据集构建模块201，用于通过非侵入式采集装置从工业用户的电力计量处同步采集用电数据，构成第一用电数据集。

[0143] 平均功率差值计算模块202，用于从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段，并计算任意相邻两个第一数据段之间的平均功率差值；其中，N为大于2的正整数。

[0144] 负荷状态变动事件确定模块203，用于根据多个相邻两个第一数据段对应的平均功率差值确定是否发生负荷状态变动事件。

[0145] 第二用电数据集构建模块204，用于根据检测得到的负荷状态变动事件，构建第二用电数据集。

[0146] 交点数量差值计算模块205，用于从所述第二用电数据集上截取M个相邻的第二数据段，并计算任意相邻两个第二数据段之间的交点数量差值；其中，M为大于2的正整数。

[0147] 负荷模式变动事件确定模块206，用于根据多个相邻两个第二数据段之间的交点数量差值确定是否发生负荷模式变动事件。

[0148] 作为一种可选的实施方式，本发明所述平均功率差值计算模块202，具体包括：

[0149] 初始点确定单元，用于将电压值由负转正对应的采集点作为电压周期的初始点。

[0150] 第一截取单元，用于以初始点为临界点，从所述第一用电数据集上截取N个相邻的第一数据段；每个所述第一数据段包括N1个电压周期采集的用电数据；其中，N1为大于1的正整数。

[0151] 第一负荷用电功率计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期采集的用电数据计算各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率。

[0152] 第一负荷平均用电功率值计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率计算各所述第一数据段内负荷平均用电功率值。

[0153] 平均功率差值计算单元，用于根据相邻两个第一数据段的负荷平均用电功率值计算相邻两个第一数据段之间的平均功率差值。

[0154] 作为一种可选的实施方式，本发明所述负荷状态变动事件确定模块203，具体包括：

[0155] 负荷用电功率方差计算单元，用于根据各所述第一数据段内各电压周期的负荷用电功率和各所述第一数据段内负荷平均用电功率值计算各所述第一数据段对应的负荷用电功率方差；

[0156] 第一判断单元，用于判断平均功率差值△PX是否大于 ；如果△PX大于 ，则说明事件为负荷状态变动事件，并执行“第二判断单元”；如
果△PX小于或等于 ，则令X=X+1，判断X是否小于或等于N，如果X小于或
等于N，则执行“第一判断单元”，如果X大于N，则结束；其中， 均为大于0小于1的有理数，P'X表示第X个第一数据段对应的负荷用电功率方差，PX‑1表示第X‑1个第一数据段内负荷平均用电功率值；

[0157] 第二判断单元，用于判断是否满足第一事件结束条件，如果满足第一事件结束条件，则说明负荷状态变动事件已经结束，如果不满足第一事件结束条件，则继续执行“第二判断单元”。

[0158] 作为一种可选的实施方式，本发明所述负荷模式变动事件确定模块206，具体包括：

[0159] 第三判断单元，用于判断交点数量差值△SY是否大于 ；如果交点数量差值△SY大于 ，则说明事件为负荷模式变动事件，并执行“第四判断单元”；如果交点数量差值△SY小于或等于 ，则令Y=Y+1，判断Y是否小于或等于M，如果Y小于或等于M，则返回“第三判断单元”，如果Y大于M，则结束；其中， 为大于0小于1的有理数，SY‑1表示第Y‑1个第二数据段对应的交点个数，△SY表示第Y个第二数据段与第Y‑1个第二数据段之间的交点数量差值。

[0160] 第四判断单元，用于判断是否满足第二事件结束条件，如果满足第二事件结束条件，则说明负荷模式变动事件已经结束；如果不满足第二事件结束条件，则继续执行“第四判断单元”。

[0161] 作为一种可选的实施方式，本发明所述系统还包括：

[0162] 负荷动作确定模块，用于确定负荷状态变动事件和/或负荷模式变动事件对应的负荷动作。

[0163] 作为一种可选的实施方式，本发明负荷动作确定模块具体包括：

[0164] 第一负荷动作确定单元，用于确定负荷状态变动事件对应的负荷动作。

[0165] 第二负荷动作确定单元，用于确定负荷模式变动事件对应的负荷动作。

[0166] 实施例3

[0167] 如图3所示，在某钢厂低压侧电力计量处安装非侵入式采集装置，采集电压波形、电流波形信号数据，采样速率为5000Hz，采集时长为60分钟。

[0168] 按照本发明公开的方法进行实验：

[0169] 1）根据该用户的生产工艺分类事件类型，以本实施例钢厂为例，根据生产工艺，钢厂内除了炼铁高炉及其配套负荷均会存在开启和关闭状态变动，其中热轧机、冷轧机、卷取机、开卷机、飞剪、连铸机等负荷会由于工件之间存在间隔，使得负荷在是否对工件出力之间反复变动，出现模式变化事件。

[0170] 2）采集该工业用户的总电流波形和电压波形。

[0171] 3）计算各个第一数据段的平均用电功率。

[0172] 4）通过暂态波形特征检测并提取状态变动事件，图4为本发明检测到t1时刻的状态变动事件及其提取的电流和电压波形。

[0173] 5）以状态变动事件将采集信号分段。

[0174] 6）计算各个第二数据段的功率曲线与其均值横线的交点个数SY。

[0175] 7）通过暂态波形特征检测模式变动事件，图5为本发明检测到t2时刻的模式变动事件及其提取的功率波形。

[0176] 8）计算事件的电气和时间特征，与实施例1中的参考信息作对比，辨识事件的负荷类型，还原其负荷动作。

[0177] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0178] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。