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关于非侵入式负荷监测的关键技术问题,本文进行综述性研究。

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简介:
非侵入式负荷监测(NILM)技术凭借从电力总线上采集的单点数据,具备了识别用户内部用电负荷的能力,这对于构建广泛的电力物联网以及具备透明度的智能电网至关重要。本文将深入剖析NILM的基本实现框架和其所依赖的技术体系,并对该技术在实践中亟需解决的三大关键技术难题进行全面阐述,具体包括数据源的选择、算法的精度以及可扩展性等问题。在数据源选择方面,我们对低频和高频数据源在NILM应用中的作用进行了详细的分析与总结,尤其着重探讨了智能电表在NILM系统中的应用潜力。同时,针对算法精度问题,对现有的NILM算法模型以及相应的评估方案进行了细致的回顾与深入分析。此外,鉴于目前研究对NILM的可扩展性关注相对较少,本文通过将NILM与语音识别和机器学习领域相结合,对去噪、识别以及新负荷标记和训练等关键问题进行了深入的分析与探讨。最后,文章也对NILM技术的未来发展趋势及其潜在的应用前景进行了展望和预测。

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    本论文全面回顾了非侵入式负载监控技术的研究进展与关键挑战,涵盖信号处理、模式识别及深度学习方法,并探讨其在智能家居中的应用前景。 非侵入式负荷监测(NILM)技术能够通过总线处的单点测量数据识别用户内部的具体用电设备,是构建泛在电力物联网与透明电网的重要基础之一。本段落首先分析了NILM的基本实现框架和技术体系,并对这一领域急需解决的关键问题进行了综述,主要包括数据源选择、算法精度和可扩展性三个方面的问题。 对于数据源的选择问题,文章探讨并总结了低频和高频数据源在NILM中的应用情况,特别强调智能电表在此技术的应用价值。而在提升算法的准确性方面,则回顾与分析了现有的各种NILM算法模型及其评估方法。此外,在面对目前鲜有研究涉及的可扩展性挑战时,本段落通过借鉴语音识别及机器学习领域的经验,对去噪识别和新负荷标记、训练等问题进行了深入探讨。 最后,文章展望了未来非侵入式负荷监测技术的发展趋势与应用前景。
  • 督学习在算法对比
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    本研究聚焦于监督学习技术在非侵入式负荷监测领域的应用,通过比较不同算法的性能,旨在为该领域提供有效的数据分析方法和决策支持。 非侵入式负荷监测(NILM)能够在不影响用户正常用电的情况下以低成本实现对家庭用电设备类型识别及用电负载分解,因此非常适合于家用电力监控领域。随着智能电表在居民区的广泛安装,大量数据得以收集并支持了关于居民NILM的研究热潮。 本段落基于家庭电器稳态电流样本建立模型,并采用负荷电流谐波系数作为分类特征,构建了四种不同的NILM分类器:多层感知器(MLP)神经网络、k-近邻算法、逻辑回归和支持向量机。通过BLUED数据库对这四个分类器进行训练和测试后发现,在识别精度、计算时间效率及抗噪性能方面,基于MLP的模型表现最佳。 实验结果表明,与其它三种方法相比,MLP神经网络在家庭负载监测中具有最优越的整体效果以及运行速度,并且更适合用于日常的家庭电力消耗监控。
  • 物联网稿
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    本文为《物联网关键技术研究综述》一文的概要版本,深入探讨了物联网领域的核心技术、发展现状及未来趋势,旨在为相关领域研究人员提供参考和借鉴。 物联网研究综述稿主要涵盖了物联网的各个方面及其关键技术的研究进展。该文旨在为读者提供一个全面而深入的理解,关于当前物联网领域内的核心技术和未来发展方向。
  • 卷积神经网络在识别中应用.pdf
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    本文探讨了卷积神经网络(CNN)在非侵入式负荷分解(ILD)中的应用,通过分析电力信号数据实现家电设备能耗的精确识别。 本研究致力于解决非侵入式负荷识别的问题,并提出了一种基于卷积神经网络的方法来识别电器的负载特征。该方法通过分析并提取电器的V-I轨迹图像中的特征,使用卷积神经网络对这些图像进行分类,从而实现对电器的负载特性的精准辨识。 研究过程中,作者首先针对电器的V-I轨迹图进行了深入分析,并从中抽取了关键特性值;接着利用卷积神经网络技术实现了图像分类和负荷识别。实验结果显示,该方法能够有效且准确地识别出不同电器的特征信息,同时避免了安装智能传感器设备的需求,从而成功完成了非侵入式的负荷辨识任务。 本研究的主要贡献包括: 1. 开发了一种基于卷积神经网络的非侵入式负载识别技术,此技术能高效精准地辨别电器的特性。 2. 实现了一个无需额外硬件支持(如智能传感器)即可完成的工作流程和解决方案。 3. 该方法适用于家庭能源管理、智能家居系统等多个领域。 关键词:负荷辨识、卷积神经网络、V-I轨迹图象、非侵入式负载识别。 研究结果表明,基于卷积神经网络的非侵入式负荷识别技术能够准确地辨别电器的特征,并且无需安装额外设备。这一发现有望在未来家庭能源管理和智能家居系统中广泛应用,以提高整体能效和智能化程度。
  • 轨迹大数据处理
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    本文为读者提供了对轨迹大数据处理关键技术的全面理解,涵盖了数据采集、存储、查询和分析等多个方面的最新研究进展。 本段落档是根据《软件学报》上发表的“轨迹大数据:数据处理关键技术研究综述”一文整理而成的PPT内容概要。文档涵盖了以下几个方面: 1. 轨迹数据概述; 2. 轨迹数据预处理技术; 3. 轨迹索引与检索方法; 4. 轨迹数据分析挖掘策略; 5. 轨迹数据隐私保护措施; 6. 新兴的轨迹大数据处理技术。 文档最后还包括了对上述内容的整体总结。
  • 正交矩阵分解
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    本文为读者提供了对正交非负矩阵分解领域的全面理解,涵盖了该技术的发展历程、核心理论以及在数据压缩和模式识别等领域的应用现状与挑战。 本段落首先回顾了几种常见的用于衡量正交非负矩阵分解模型损失函数的方法,并将现有的正交非负矩阵分解模型归纳总结为七大类。
  • 小目标检
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    本文为读者提供了对当前小目标检测技术领域的全面理解,涵盖了最新的研究进展、挑战及未来方向。通过分析现有方法的优势与局限性,旨在促进该领域进一步的发展和创新。 小目标检测是指在图像中识别并分类那些像素占比很小的目标的技术。与现有的大尺度和中尺度目标检测技术相比,由于小目标的语义信息较少且覆盖面积较小,导致其检测效果不尽如人意。因此,在计算机视觉领域内,如何提升小目标的检测精度仍然是一个重要的研究课题。
  • 知识图谱嵌
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    本研究综述全面回顾了知识图谱嵌入技术的发展历程、核心方法及最新进展,分析了该领域的主要挑战与未来趋势。 知识图谱(KG)是一种使用图形模型来描述知识并展示事物之间关联关系的技术。作为广泛采用的知识表示方法之一,知识图谱嵌入(KGE)的主要思想是将实体及其在知识图谱中的关系映射到连续的向量空间中,以简化操作的同时保留原有结构特征。
  • 视觉三维重建
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    本文为读者提供了关于基于视觉的三维重建技术的全面研究综述,涵盖了最新的算法、方法及应用进展。 本段落总结并分析了近年来国内外基于视觉的三维重建方法的研究进展。文章主要介绍了几种主动视觉技术,包括激光扫描法、结构光法、阴影法以及TOF(飞行时间)技术和雷达技术等;同时探讨了Kinect技术在内的被动视觉方法,如单目视觉、双目视觉和多目视觉以及其他相关技术,并对这些方法的优缺点进行了比较分析。最后,文章展望了三维重建未来的发展方向。
  • 模板滤波识别系统
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    本研究提出了一种基于模板滤波技术的非侵入式负荷识别系统,通过分析电力信号特征实现对家电设备能耗的精准监测与分类。 基于模板滤波的非侵入负荷辨识系统是一种高效的电力负荷监测技术。该技术针对传统侵入式负荷监测系统的不足之处(如设备投资成本高、复杂性大以及扩展性差等问题),提出了一种新的方案,即采用基于模板滤波的非侵入式负荷识别方法。 这种新型系统的主要功能模块和设计方法被详细阐述,并通过收集与分析电气设备运行状态信息实现了电力负荷在线监测。该系统的目的是利用负载信号识别结果支持居民用户的能源管理决策。 核心在于其快速高效的负荷辨识算法,研究者开发了适用于TMS320f28335数字信号处理器的封装处理技术,使用霍尔电流传感器收集电源入口处总的电流数据,并将其转换为低电压信号。设计了一套电路来调整这些低压信号以满足DSP芯片的要求;然后通过该DSP将模拟信息转化为可以直接分析和识别的数字格式。 实验结果表明,这种基于模板滤波的方法具有高可靠性、操作简便的特点,在实际应用中展现出了巨大的潜力。 文章讨论了非侵入式负荷监测(NILM)、数据收集与处理方法以及负载辨识技术。其中提到的关键概念包括数字信号处理(DSP),这是一种对电子设备中的连续或模拟信号进行转换和分析的技术,旨在优化后续的使用效率。TMS320f28335处理器由德州仪器生产,它具备快速浮点运算能力及丰富的接口选项,适合实时数据处理任务。 该系统中还涉及到模数转换器(ADC)的应用,这种设备能够将模拟信号转化为数字格式供进一步分析;同时文中提到了FFT算法这一重要的频域转化工具,在识别频率成分时发挥关键作用。此外,LM324运算放大器被用于增强微弱的采集信号以确保DSP芯片准确读取。 为了使该系统更加广泛地应用于智能电网、家庭能源管理和商业能源监测等领域,设计团队特别注重了系统的易用性与稳定性。这包括优化用户界面和提高整体可靠性等方面的工作。 综上所述,基于模板滤波技术开发出的非侵入负荷辨识系统显著改善了传统电力负载监控方法存在的问题,并通过实验验证其在实际场景中的有效性及高效性能,在多个领域展现出广阔的应用前景。