基于深度神经网络的非侵入式负荷辨识算法研究

来源 :东北石油大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:YNiit562552379
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着国内智能电网新技术的不断发展,居民用户作为重要的消耗终端,需要应用更灵活的用电侧和售电侧双向互动机制,用以提升居民智能用电的意识。负荷监测作为分析居民用电行为中重要的环节,其在不影响居民正常生活的情况下,通过在入户处安装电力监测装置可以进行非侵入式负荷监测NILM,具体可以辨识到各个用电负荷的开关情况,从而了解到居民的行为习惯,给予用户制定科学合理的节能方案提供技术基础,最终达到能源利用率高,降低能耗以及节省电费的目的。在深度学习蓬勃发展的环境下,引导了越来越多的学者将深度神经网络的前沿技术广泛应用到负荷监测领域中。在上述基础上,为了提高负荷辨识算法的整体性能,本文研究优化的深度神经网络模型应用于NILM,由此所做的主要工作可分为以下几个部分:首先将数据集进行预处理得到相应的数据样本集,为了客观全面的评估深度神经网络算法选取合理的评价指标,利用单独架构的降噪自动编码器DAE的降噪重构特性和循环神经网络RNN更优异的处理长时间序列的特性进行扩展,提出了基于循环降噪神经网络的负荷辨识算法,其采用非线性预测自编码器,变步长输入特征等方法有效地对输入特征进行训练,使网络能在预测下一时刻状态信息的基础上,接受在不同步长下自适应扩充的负荷序列数据,从而通过提取低维特征完成对目标负荷的映射。实验中对比验证了在输入不同的功率特征时,优化网络相较于单个网络结构在不同实验场景下的辨识效果更优,其在保留两种网络各自的功能特性的基础上,对多种类型的负荷性能得分起到了较好的互补效果,但对于部分电器的辨识仍具有较大的提升空间。根据循环降噪神经网络辨识模型的局限性,提出了双向门控循环单元Bi-GRU和注意力机制的负荷辨识算法,通过对序列到序列模型Seq2seq中的GRU结构及编码机制进行优化,使结构具备更优异的信息提取能力,从而增强了模型的泛化能力。在解码部分加入注意力机制,加强了对部分用电器的目标向量加权变化,使模型分解值更加接近于真实值。通过对比实验分析,证明该模型辨识负荷的性能达到最优效果。
其他文献
地震学不再拘泥于只用经典地震仪测量得到的平移运动或其时间导数去做相关观测分析。应变、旋转、GPS观测数据等都渐渐的被应用于此,旋转地震学的兴起使得旋转地震仪逐渐进入
锂电池以寿命长、体积小以及成本低等优点,被广泛应用在航空、通讯和电动汽车等领域。但是锂电池存在性能退化的现象,这不仅影响电池的使用寿命,还可能导致重大的灾难性事故,因此准确预测锂电池的剩余寿命是非常重要的。本文在分析锂电池性能退化数据的基础上,构建了新的锂电池健康指标,并建立融合多源不确定性的维纳过程模型研究锂电池的剩余寿命预测的问题。具体工作如下:首先,本文分析了锂电池的工作原理和退化机理,对锂
目的:研究葛根芩连汤干预非酒精性脂肪肝炎(Nonalcoholic steatohepatitis,NASH)小鼠的作用及其与肠-肝轴有关的机制。方法:1.雄性C57BL/6小鼠59只,6周龄,适应性饲养两周,以随机数字表法将其分为正常对照组、模型组、葛根芩连汤低剂量组、葛根芩连汤高剂量组四组,分笼饲养在温度22-28℃动物室内。除正常对照组予以普通饲料外,模型组予以高脂饲料联合葡聚糖硫酸钠(de
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种通过清洁燃料发生电化学反应产生电能的设备。由于其具有用途广、效率高、可靠性强和无污染等优点,被广泛应用于汽车、船舶和便携式设备等民
利用状态空间模型(SSM)能从观测信息中推断不可观测变量的相关信息,其状态估计和参数估计问题一直是人们研究的热点。在生物学和经济学数据中,经常出现观测变量维度较高的时间序列数据。在线性SSM中采用极大似然法和最大期望(EM)算法进行参数估计时,由于Kalman滤波过程涉及高维矩阵的逆运算,致使模型的计算负担重且易数值不稳定。此外,这两种方法的状态矩阵和观测矩阵的估计结果往往是非稀疏的,很难将观测变
随着电子工业的飞跃发展,电子行业竞争愈加激烈,加速了产品的更新换代,制造精度要求日益提升,快速精确获取微型电子产品的外观和尺寸数据成为目前测量领域重要的研究内容之一。对于USB Type-C接口(以下简称为USB-C)的针脚平面度而言,当针脚平面度误差超过限定范围将造成短路或开路故障,影响工件功能,所以生产厂商必须研发出具有智能视觉检测系统的生产线,解决手工线效率低、出错率高以及光学影像测量仪(O
化石能源短缺与生态环境污染已成为当前世界亟待解决的问题。氢作为清洁能源日益受到广泛关注。氢-氧质子交换膜燃料电池是将氢能直接转化为电能的装置,水管理能力直接影响着
预测状态表示(Predictive State Representation, PSR)方法是对动态系统建模的有效方法。相比其它建模方法,PSR具有表征能力强、模型易于学习等优点,可以有效地解决局部可观
灾害性天气种类多、变化快、危害大,深深影响着人们的生产和生活。天气预报工作是一个复杂的系统工程,预报员能否快速获取资料进行全面分析、判断、快速做出准确的预报跟踪服
文章通过分析国内外个人信息保护的相关思想和要求,针对个人信息分级保护缺少保护原则、保护要求及技术措施的问题,基于个人信息属性特点、行业要求、安全能力等,提出了个人