阅读说明：本技术 一种半侵入式家用负荷监测方法 (Semi-invasive household load monitoring method ) 是由 康兵 许志浩 丁贵立 王晓虎 周志康 樊浩 彭锦超 石润泽 王振 郑少华 徐汪静 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及智能用电技术领域，公开了一种半侵入式家用负荷监测方法，包括如下步骤：S1、将多路分支回路的电流传感器和一路总回路的电压传感器配置到家用配电箱内，对每个分支回路用电信息予以监测；S2、基于多通道信号采样的方式对各分支回路的用电信息进行采集；S3、通过多回路并行处理的方式对采集的各支路用电信息进行分析与计算，并输出监测结果。本发明，结合家用配电箱电能分配的特征，在每个分支空气断路器回路配置一路传感器，并将全部传感器配置于家用配电箱内的方式，既将传感器集中于同一空间又大幅减少传感器配置数量，降低了实施成本，提高了可操作性和用户接受程度。(The invention relates to the technical field of intelligent electricity utilization, and discloses a semi-invasive household load monitoring method, which comprises the following steps: s1, configuring the current sensors of the multiple branch loops and the voltage sensor of the main loop into a household distribution box, and monitoring the electricity utilization information of each branch loop; s2, collecting the electricity utilization information of each branch loop based on a multi-channel signal sampling mode; and S3, analyzing and calculating the collected electricity utilization information of each branch in a multi-loop parallel processing mode, and outputting a monitoring result. According to the invention, by combining the characteristics of electric energy distribution of the household distribution box, one sensor is configured in each branch air circuit breaker loop, and all the sensors are configured in the household distribution box, so that the sensors are concentrated in the same space, the configuration quantity of the sensors is greatly reduced, the implementation cost is reduced, and the operability and the user acceptance degree are improved.)

一种半侵入式家用负荷监测方法

技术领域

本发明涉及智能用电技术领域，具体是一种半侵入式家用负荷监测方法。

背景技术

智能用电是智能电网的重要组成部分，是电力部门和电力用户之间的互动服务体系的基础，而用电负荷监测是实现智能用电的首要环节。家庭用电负荷监测技术是指通过对用电负荷数据进行采样与分析，识别每一种家用电器并对其运行状态进行监测，以获得每种家用电器的电能消耗情况和用电行为等数据信息，实现家庭用电精益化服务。

目前实现家庭用电负荷监测主要有侵入式负荷监测和非侵入式负荷监测两种途径。其中侵入式负荷监测方式是指为住宅内每个家用电器配备带有数字通信功能的用电信息监测传感器，将监测到的用电信息传送至主站进行处理，尽管该方法监测数据可靠，但由于传感器和通信模块数量大且空间分布杂散，导致其可操作性差、实施成本高、用户接受程度低。非侵入式负荷监测方式是指仅在家庭入户线处安装一个传感器，通过采集和分析家庭用电总电流和端电压来识别不同种类家用电器并监测每个电器的工作状态，由于该方式实施成本低、实际可操作性强近来得到较多关注，但由于家用电器种类繁多，家庭用电负荷总电流波形十分复杂，导致家庭用电的非侵入负荷监测方法因算法难度大且监测准确性不高等问题尚未实现商业化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半侵入式家用负荷监测方法，较侵入式家用负荷监测方法而言，传感器配置数量合理且空间位置集中；较非侵入式家用负荷监测方法则降低了监测算法的复杂度、提升了监测结果的可靠性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种半侵入式家用负荷监测方法，包括如下步骤：

S1、将多路分支回路的电流传感器和一路总回路的电压传感器配置到家用配电箱内，对每个分支回路用电信息予以监测；

S2、基于多通道信号采样的方式对各分支回路的用电信息进行采集；

S3、通过多回路并行处理的方式对采集的各支路用电信息进行分析与计算，并输出监测结果。

作为本发明进一步的方案：S1中，在总回路上的入户线的起始端还配置有总回路空气断路器。

作为本发明进一步的方案：S1中，在多路分支回路上还配置有分支回路空气断路器。

作为本发明进一步的方案：S1中，电压传感器并联与总回路空气断路器的回路中。

作为本发明进一步的方案：S2中，所述多通道信号采样的方式是指对电压传感器输出的电压信号和多路电流传感器输出的电流信号同时进行采集。

作为本发明再进一步的方案：S3中，所述多回路并行处理的方式是指将多通道信号采集到的用电信息进行并行分析与计算。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先，相比于侵入式负荷监测方法，本发明结合家用配电箱电能分配的特征，在每个分支空气断路器回路配置一路传感器，并将全部传感器配置于家用配电箱内的方式，既将传感器集中于同一空间又大幅减少传感器配置数量，降低了实施成本，提高了可操作性和用户接受程度。其次，相比于非侵入式负荷监测方法，本发明采用将家庭总回路负荷分解为各分支回路负荷进行监测，并通过多回路负荷监测并行处理实现家庭用电负荷监测的方式，大幅降低对监测算法的要求并提高监测的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明中家用配电箱的内部配置结构示意图。

图中：1-入户线、2-总回路空气断路器、3-电流传感器、4-分支回路空气断路器、5-电压传感器。

具体实施方式

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。

请参阅图1，本发明实施例中，一种半侵入式家用负荷监测方法，包括如下步骤：

S1、将多路分支回路的电流传感器3和一路总回路的电压传感器5配置到家用配电箱内，对每个分支回路用电信息予以监测；

S1中，在总回路上的入户线1的起始端还配置有总回路空气断路器2，在多路分支回路上还配置有分支回路空气断路器4，电压传感器5并联与总回路空气断路器2的回路中，所述总回路电压传感器5所测量的电压同时也是各分支回路的电压，这是因为各分支回路并联，电压相同。

S2、基于多通道信号采样的方式对各分支回路的用电信息进行采集；

S2中，所述多通道信号采样的方式是指对电压传感器5输出的电压信号和多路电流传感器3输出的电流信号同时进行采集。

S3、通过多回路并行处理的方式对采集的各支路用电信息进行分析与计算，并输出监测结果；

S3中，所述多回路并行处理的方式是指将多通道信号采集到的用电信息进行并行分析与计算。

在家庭装修过程中，一般会根据电器种类或房间功能对家用电气回路进行分配，通过配电箱中多路空气断路器将单路入户线分为多个分支回路，且每个分支回路对应某一类电器（如照明回路、插座回路等）或某一个房间（如主卧、次卧、厨房等），此外大功率电器回路（如空调、厨房插座回路等）单独成为一个分支回路。因此对于家用配电箱中的某个分支回路空气断路器而言，它控制的可能是某类电器、某个房间或某个大功率电器回路。因此，本发明中所公开的一种半侵入式负荷监测方法是完全可以结合在现有的回路线之中。

本发明的工作原理是：该方法是介于家庭用电侵入式监测负荷方法和非侵入式负荷监测方法之间的一种半侵入式负荷监测方法，结合家用配电箱电能分配的特点，在配电箱内每个分支空气断路器4回路中配置一路电流传感器3，以对所有支路电流进行测量，在配电箱内总空气断路器2回路中配置一路电压传感器5，以对电压进行测量。基于多通道信号采样的方式对各分支回路的用电信息进行采集，并通过多回路并行处理的方式对采集的用电信息进行分析与计算，以实现家庭用电负荷监测。本方法用于家庭用电负荷监测时，将全部传感器配置到家用配电箱内，避免了侵入式负荷监测方法传感器数量大且空间分布杂散的问题，同时将总回路用电负荷分解为各分支回路用电负荷进行并行分析与计算，避免了非侵入式监测方法的算法复杂且可靠性不足的问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。