參見例如圖3);從被映射 的單元的網(wǎng)格中提取多個不同特征，作為不同電負載102、103、104的對應一個電負載的圖 形標記；從數(shù)據(jù)庫108導出不同電負載102、103、104的對應一個電負載的類別；W及識別 不同電負載102、103、104的對應一個電負載的多個不同電負載類型中的一種類型。
[0132] 提出的二進制V-I特征提取的主要優(yōu)點包括降低負載電流和電壓波形的諧波和 噪聲影響，提供軌跡的圖形形狀的相對簡單的提取，并簡化圖形特征提取。
[0133] 二進制V-I特征是相對非常容易計算的，并且因為特征值都是整數(shù)，所W占用較 低的存儲。已經(jīng)評估了初始計算和存儲要求，并且結果顯示計算圖形特征和存儲要求的計 算量在快速傅里葉變換（FFT)所需的X%的規(guī)模。
[0134] 所公開概念采用相對低的計算量成本但準確地提取電負載識別的標記的方法和 系統(tǒng)。本公開概念不使用數(shù)字信號處理和頻域分析，而使用負載之間的V-I軌跡的相似性 并將V-I軌跡映射到具有二進制單元值的單元網(wǎng)格。然后針對許多應用提取圖形特征。
[0135] 本公開概念與已有的頻域特征提取和分析技術相比顯著降低計算量。測試結果顯 示使用所提出的標記可實現(xiàn)平均高于99%的成功率。
[0136] 在已經(jīng)詳細描述本公開概念的具體實施例的同時，本領域的技術人員將理解根據(jù) 本公開的整體教導可W對運些細節(jié)進行各種修改和替換。因此所公開的特定布置僅意為說 明而不是對所公開概念的范圍的限制，所公開概念的范圍將在所附權利要求及其任意和所 有等同整體給出。
【主權項】
1. 一種系統(tǒng)（100)，用于多個不同電負載（102、103、104)，該系統(tǒng)包括： 多個傳感器（106)，其被構造為感測該不同電負載中的每一個電負載的電壓信號 (107)和電流信號（107); 分層負載特征數(shù)據(jù)庫（108)，包括多個層（110)，所述層中的一層（112)包括多個不同 負載類別；W及 處理器（114)，其被構造（116)為： 從該傳感器獲取該不同電負載中的對應一個電負載的電壓波形和電流波形； 將電壓-電流軌跡映射到包括多個單元的網(wǎng)格，所述單元中的每個單元被分配0或1 的二進制值； 從該被映射的單元的網(wǎng)格中提取多個不同特征作為該不同電負載中的該對應一個電 負載的圖形標記； 從該分層負載特征數(shù)據(jù)庫中導出該不同電負載中的該對應一個電負載的類別；W及 識別該不同電負載中的該對應一個電負載的多個不同電負載類型中的一個電負載類 型。2. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)或如權利要求11所述的方法，其中該分層負載特征 數(shù)據(jù)庫包括所述層中的Ξ個層；其中所述層的第一層（112，L1)包括該不同的負載類別；其 中所述層的第二層化2)包括所述不同負載類別中的每一個負載類別的多個不同的負載子 類別；W及其中所述層的第Ξ層化3)包括所述不同負載子類別的該不同電負載類型。3. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)或如權利要求11所述的方法，其中該不同負載類別 包括電阻負載、電抗主導的負載、具有功率因數(shù)校正電路的電子負載、不具有功率因數(shù)校正 電路的電子負載、包括使用變壓器升高電壓的線性電源的電負載、相角可控負載W及復合 結構。4. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)或如權利要求11所述的方法，其中所述不同特征是 8個不同特征。5. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)或如權利要求11所述的方法，其中所述網(wǎng)格包括限 定所述單元的計數(shù)的第一水平軸和限定所述單元的所述計數(shù)的第二垂直軸；其中所述計數(shù) 是正的復整數(shù)N;其中N= 2Δ+1 ;并且其中所述不同特征是從分組中選擇的，該分組包括： (1)位于該第一水平軸的第一位置和該第二垂直軸的位置A+1的該單元中的一個單元的 二進制值；（2)位于該第一水平軸的位置Δ+1和該第二垂直軸的位置Δ+1的該單元中的 一個單元的二進制值；(3)沿該網(wǎng)格中從左下角到右上角的對角線的所有單元的二進制值 的乘積確定的二進制值，用于指示該電壓-電流軌跡是線性化4)還是非線性；(4)所述單 元的具有相鄰坐標的連續(xù)統(tǒng)數(shù)，具有所有所述單元內的一個單元的二進制值，W指示該電 壓-電流軌跡和對應于該第一水平軸的該電壓波形的最大值和最小值的平均的交點的數(shù) 量；（5)該電壓-電流軌跡的零或若干自相交點的計數(shù)；(6)該電壓-電流軌跡與對應于該 第一水平軸的該電壓波形的最大值和最小值的平均的1. 3倍線的交點的數(shù)量；（7)中屯、水 平線-段化8)的存在，其占整個第一水平軸的至少30%并且如果該中屯、水平線-段的至少 50%與該電壓-電流軌跡的部分重疊；W及（8)位于該第一水平軸的該位置Δ+1和該第二 垂直軸的第一位置的單元中的一個單元的二進制值。6. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中該電壓波形和該電流波形的每一者包括形式 為（Vk，ik)的總共κ個數(shù)據(jù)點，其中：k= 1，…，Κ;其中Vk和ik分別是采樣數(shù)據(jù)點k的電 壓值和電流值；其中通過下式計算該電壓波形和該電流波形的最大值和最小值：其中V。和i。兩者是該對應的最大值和最小值的平均值，其形成所述單元的該網(wǎng)格的中 屯、點；其中A限定所述網(wǎng)格的尺寸；其中其中所述處理器進一步被構造成從該電壓波形和該電流波形中生成兩個序列，分別 為： {v〇-dv·Δ，v〇-dv· (Δ-1)，…，v〇,…，v〇+dv· (Δ-1)，v〇+dv·Δ}，W及 (i〇-di·Δ,i〇-di· (Δ-1),…，i〇,…，i〇+di· (Δ-1),i〇+di·Δ}; 其中所述兩個序列中的每一個序列具有N= 2Δ+1個元素；其中所述單元的該網(wǎng)格包 括具有N個所述單元的第一軸和具有N個所述單元的第二軸；W及其中向所述單元中的每 一個單元分配位置值（V(j+dv·X，i(j+di·y)和二進制模型值Βχ,γ，其被初始化為0。7. 如權利要求6所述的系統(tǒng)（100)，其中所述處理器進一步被構造為將該電壓波形和 該電流波形的一個半周期映射到所述單元的該網(wǎng)格，并將所述Κ個數(shù)據(jù)點中的每一個數(shù)據(jù) 點分配到所述單元中的具有所述二進制模型值為1的對應一個單元。8. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中所述處理器進一步被構造為確定該被映射的 電壓-電流軌跡所包含的自相交點的數(shù)量。9. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)或如權利要求11所述的方法，其中從監(jiān)督自組織映 射（SSOM)中導出該不同電負載類型中的該對應一個電負載類型的該類別。10. 如權利要求1所述的系統(tǒng)（100)或如權利要求11所述的方法，其中從使用競爭學 習而訓練的自組織映射（SOM)或自組織特征映射（SOFM)中導出該不同電負載類型的該對 應一個電負載類型的類別。11.一種方法，用于識別多個不同電負載（1〇2、103、104)的負載類型，所述方法包括： 感測（106)該不同電負載的每一個電負載的電壓信號（107)和電流信號（107); 提供包括多個層（110)的分層負載特征數(shù)據(jù)庫（108)，所述層的一個層（112)包括多個 不同負載類別； 獲取該不同電負載中的對應一個電負載的電壓波形和電流波形； 將電壓-電流軌跡映射到包括多個單元的網(wǎng)格，所述單元中的每個單元被分配0或1 的二進制值； 從該被映射的單元的網(wǎng)格中提取多個不同特征作為該不同電負載中的對應一個電負 載的圖形標記； 從該分層負載特征數(shù)據(jù)庫中導出該不同電負載中的該對應一個電負載的類別；W及 識別該不同電負載中的該對應一個電負載的多個不同電負載類型中的一個電負載類 型。12. 如權利要求11所述的方法，進一步包括： 包括具有該電壓波形和該電流波形的每一者的總共K個形式為（Vk，ik)的數(shù)據(jù)點，其中k= 1，…，K;其中Vk和ik分別是采樣數(shù)據(jù)點k的電壓值和電流值；其中通過下式計算該電 壓波形和該電流波形的最大值和最小值：其中V。和i。兩者是該對應的最大值和最小值的平均值，其形成所述單元的網(wǎng)格的中屯、 點；其中A限定所述網(wǎng)格的尺寸；其中從該電壓波形和該電流波形中生成兩個序列，分別為： {v〇-dv·Δ，v〇-dv· (Δ-1)，…，v〇,…，v〇+dv· (Δ-1)，v〇+dv·Δ}，W及 (i〇-di·Δ,i〇-di· (Δ-1),…，i〇,…，i〇+di· (Δ-1),i〇+di·Δ}; 其中所述兩個序列中的每一個序列具有N= 2Δ+1個元素；其中所述單元的該網(wǎng)格包 括具有N個所述單元的第一軸和具有N個所述單元的第二軸；W及其中向所述單元中的每 一個單元分配位置值（vu+dv·X，iu+di·y)和二進制模型值Βχ,γ，其被初始化為0。13. 如權利要求12所述的方法，進一步包括： 將該電壓波形和該電流波形的一個半周期映射到所述單元的該網(wǎng)格；W及 將所述Κ個數(shù)據(jù)點的每一個數(shù)據(jù)點分配到所述單元中的具有所述二進制模型值為 1的對應一個單元。14. 如權利要求11所述的方法，進一步包括： 確定由該被映射的電壓-電流軌跡所包含的自相交點的數(shù)量。
【專利摘要】一種用于不同電負載(102、103、104)的系統(tǒng)(100)包括被構造為感測不同電負載中的每一個電負載的電壓和電流信號(107)的傳感器(106)；具有多個層(110)的分層負載特征數(shù)據(jù)庫(108)，其中該層中的一個層(112)包括多個不同負載類別；以及處理器(114)。處理器從傳感器中獲得不同電負載中的對應一個電負載的電壓和電流波形；將電壓-電流軌跡映射到包括多個單元的網(wǎng)格，向該單元中的每個單元分配0或1的二進制值；從被映射的單元的網(wǎng)格中提取多個不同特征作為不同電負載中的對應一個電負載的圖形標記；從數(shù)據(jù)庫中導出不同電負載中的對應一個電負載的類別；以及識別不同電負載中的對應一個電負載的多個不同電負載類型中的一個電負載類型。
【IPC分類】G01D1/16, G01D1/14
【公開號】CN105324639
【申請?zhí)枴緾N201480031760
【發(fā)明人】楊奕, L·杜, D·賀
【申請人】伊頓公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年5月15日
【公告號】CA2910746A1, DE112014002698T5, US20140365490, WO2014197180A1