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刘一铭,李惠民,王乐挺,Hasan RAFIQ.基于卷积神经网络的非侵入式负荷监测方法[J].电测与仪表,2022,59(1):148-154.
Liu Yiming,Li Huimin,Wang Leting,Hasan Rafiq.A Convolutional Neural Network Based Non-Intrusive Load Monitoring Method[J].Electrical Measurement & Instrumentation,2022,59(1):148-154.
基于卷积神经网络的非侵入式负荷监测方法
A Convolutional Neural Network Based Non-Intrusive Load Monitoring Method
DOI:10.19753/j.issn1001-1390.2022.01.020
中文关键词:  非侵入式负荷监测 负荷分解 智能用电 深度学习 卷积神经网络 边缘计算
英文关键词:Non-Intrusive load monitoring, Load disaggregation, Smart power utilization, Deep learning, Convolutional neural network, Edge computing
基金项目:
           
作者中文名作者英文名单位
刘一铭Liu Yiming山东理工大学
李惠民Li Huimin山东理工大学
王乐挺Wang Leting山东网聪信息科技有限公司
Hasan RAFIQHasan Rafiq山东大学
摘要点击次数: 1490
中文摘要:
      从深度学习与边缘计算的角度,对适用于电力物联网的非侵入式负荷监测方法展开了研究。首先,针对NILM系统在物联网场景下的部署问题,提出了一种新的边缘计算架构,并讨论了各组成部分的任务分配。然后,针对负荷激活在线提取问题,提出了基于离散度和用电行为规律分析的激活判断策略;针对低频采样下的负荷特征问题,提出了一种可自动提取激活特征并识别类型的卷积神经网络架构,并通过分析负荷激活的背景功率、功率波动等特性,定义了三个一般性特征作为补充。最后,在民用数据集上进行了实验,证明了文中算法在泛化性能和计算效率方面的提升。
英文摘要:
      From the perspective of deep learning and edge computing, Electric Power IoT compatible NILM system is studied in the paper. Firstly, centered on the NILM system deployment solution in IoT scenarios, a novel edge computing framework is proposed, of which the component roles are discussed. Furthermore, aimed at online extraction of load activations, a dispersion evaluation and load behavior regularity analysis-based activation detection strategy is proposed; For low sample frequency input feature extraction, a CNN architecture that can automatically extract activation signatures and recognize the load type is proposed. Plus, by the analysis of activation background power, power value fluctuation, etc., three generic features are defined as a supplement to the CNN extracted features. Last, a verification experiment is carried out on a domestic dataset, of which the result proves the proposed algorithm's improvement on generalization and computing efficiency.
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