CN2021111199288基于动态时间规整的电动自行车户内充电辨识方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN113567794A
(43)申请公布日2021.10.29
(21)申请号202111119928.8
(22)申请日2021.09.24
(71)申请人国网江苏省电力有限公司营销服务
中心
地址210019江苏省南京市建邺区奥体大
街9号
申请人国网江苏省电力有限公司
(72)发明人黄奇峰刘恬畅杨世海陈铭明
黄艺璇方凯杰李志新程含渺
郭娜
(74)专利代理机构北京智绘未来专利代理事务
所(普通合伙)11689
代理人肖继军王萍
(51)Int.Cl.
G01R31/00(2006.01)
权利要求书5页说明书14页附图7页
(54)发明名称
基于动态时间规整的电动自行车户内充电
辨识方法及系统
(57)摘要
基于动态时间规整的电动自行车户内充电
辨识方法及系统，在居民入户处进行信号量测与
采集，获得电压、电流高频采样数据；然后提取电
动自行车充电时的差异性特征量，建立电动自行
车特征数据库；其次依据低功率边沿阈值自适应
检测方法，在原有负荷辨识算法上动态调整有功
阈值，以检测电动自行车充电事件的发生；计算
充电电流特征曲线作为参考模板，最后利用动态
时间规整算法，比较实际待识别模板与参考模板
的相似度，输出最终辨识结果。本发明提供了一
种针对电动自行车入户充电的辨识方法，能快速
准确定位该类负荷的投入，尤其是在多电器叠加
工况下具有突出优势。
CN113567794A
CN113567794A权利要求书1/5页

1.基于动态时间规整的电动自行车户内充电辨识方法，其特征在于，
所述辨识方法包括：
步骤1，以设定的采样频率采集电动自行车充电时的电流和电压，获得电动自行车充电
时的特征量；利用所述特征量建立电动自行车特征数据库；
步骤2，通过电能表采集居民家庭入户端的总电压和总电流，计算得到用于负荷辨识的
特征量；进行家庭用电设备启停事件边沿检测，当有功功率变化量大于设定阈值时则判定
发生功率突变事件，获取功率突变事件的始点和终点；
步骤3，基于电动自行车特征数据库，聚合得到电动自行车充电的恒流阶段电流特征曲
线；
步骤4，基于动态时间规整法，计算功率突变事件的始点和终点之间的实际电流曲线，
与电动自行车充电电流特征曲线之间的匹配度；
步骤5，利用所述匹配度计算功率突变事件的始点和终点之间的实际电流曲线，与电动
自行车充电电流特征曲线之间的相似度，当相似度不小于设定阈值时，则判定发生电动自
行车户内充电事件。
2.根据权利要求1所述的基于动态时间规整的电动自行车户内充电辨识方法，其特征
在于，
步骤1中，所述特征量包括：电动自行车充电时的有功功率和稳态电流分量；
所述特征量的获取过程包括：
步骤1.1，利用电流和电压的采样值，以如下关系式计算得到电动自行车充电时每个采
样周期内的有功功率平均值：

式中，

为电动自行车充电时每个采样周期内的有功功率平均值，

为采样周期，

为第j采样时刻的离散电压序列，

为第j采样时刻的离散电流序列，

为采样周期数；
步骤1.2，利用电动自行车充电时的有功功率平均值，拟合出充电有功功率随时间变化
的曲线，以表征电动自行车的充电过程；
步骤1.3，根据充电有功功率随时间变化的曲线，将电动自行车的充电过程分为恒流阶
段、恒压阶段和涓流阶段；
步骤1.4，提取恒流阶段的有功功率和5组稳态电流分量作为电动自行车户内充电辨识
的特征量；其中，所述5组稳态电流分量包括：电流直流分量、电流基波幅值、电流3次谐波幅
值、电流5次谐波幅值、电流7次谐波幅值；

2
CN113567794A权利要求书2/5页
步骤1.5，利用电动自行车户内充电辨识的特征量建立电动自行车特征数据库。
3.根据权利要求2所述的基于动态时间规整的电动自行车户内充电辨识方法，其特征
在于，
步骤1.3中，恒流阶段，充电电流保持恒定，有功功率保持额定功率；恒压阶段，充电电
压保持恒定，有功功率随着时间逐渐衰减；涓流阶段，充电电流降至毫安级，有功功率降至
额定功率20%~25%。
4.根据权利要求1所述的基于动态时间规整的电动自行车户内充电辨识方法，其特征
在于，
步骤2包括：
步骤2.1，在一个辨识周期内，利用每个采样周期的居民户内的电压和电流，计算所述
辨识周期内的有功功率平均值，以相邻两个辨识周期的有功功率平均值的差值，作为有功
功率变化量，满足如下关系式：

式中，为有功功率变化量，分别为相邻两个辨识周期内的
有功功率平均值；
步骤2.2，利用电动自行车特征数据库中的N个电动自行车特征数据样本，计算得到全
部电动自行车特征数据样本的稳态有功功率的方差和平均值，其中所述特征数据样本
包括：有功功率、无功功率、谐波电流，满足如下关系式：