基于电力线载波阻抗特性的电力系统负荷网络主动感知方法

针对现有非侵入式负荷监测方法难以解决的同种类型、同种参数与同种工况下的负荷辨识与位置定位等问题,提出了一种全新的基于电力线载波阻抗特性的电力系统负荷网络主动感知方法。首先,针对居民电能表后的家用电器负荷集群引入负荷网络的概念,将传输电能的电力线视作负荷集群的一部分,组成用户侧负荷网络构架;其次,基于电力线载波的高频传输线模型下负载阻抗与输入阻抗的不同,发射载波信号得到输入阻抗频谱特性,实现相同负荷的辨识与位置定位;最后,通过多组相关试验验证了所提出方法的有效性,基于XGBoost算法实现负荷网络矩阵参数的拟合与填充。辨识信号由被动的“负荷印记”变为主动的“阻抗感知”,解决了传统方法难以处理的相同负荷辨识与位置定位等问题。

矿用带式输送机托辊运行状态监测系统

以人工巡检和振动信号诊断为主的带式输送机托辊故障监测无法保证高可靠性和实时性,因此采用电力线载波通信方式传输带式输送机托辊运行数据;传统的电力线载波通信是侵入式的,且需要定期更换电池。针对上述问题,提出了一种基于自供电和非侵入式电力线载波通信的矿用带式输送机托辊运行状态监测系统。该系统由发送端、接收端和127 V照明电力线组成。发送端安装于带式输送机托辊处,采用FPGA作为核心控制器,对托辊运行时产生的音频信号进行采集并调制成高频信号,通过电感耦合器将高频信号耦合入照明电力线中,实现非侵入式电力线载波通信;接收端安装于地面控制室,实现照明电力线中信号的解耦、解调、还原;对采集的原始音频信号和还原的音频信号进行皮尔逊相关系数分析,确认还原的音频信号的准确性后进行倒谱分析,从而判断托辊故障。实验结果表明,该系统能准确诊断带式输送机托辊故障。

虚拟家庭负荷生成方法的研究

针对非侵入式家庭负荷监测所需家庭用电设备实时运行数据难以获取的问题,分析不同家庭家电配置差异及使用习惯特性,提出虚拟家庭负荷生成方法。首先,采用多项式负荷模型生成家电负荷波形。其次,融合不同代际结构家庭家电配置和家电运行习惯特点,基于蒙特卡洛仿真生成计及家庭成员年龄、数量、身份用电关联的家庭用电时间分布。最后,虚拟生成4类典型的家庭日用电负荷曲线。研究结果表明,该方法虚拟生成的家庭用电负荷波形与实测波形的功率平均相对误差小,可生成最接近实际情况的虚拟家庭负荷波形,另外家庭用户关联性用电生成了大范围覆盖的低采样率实验数据,可用于后续非侵入式负荷辨识的检验,是目前所有方法中的最优方法。