中国电科院推广应用非介入式负荷辨识应用模块

10月26日，中国电力科学研究院有限公司计量所互感器技术团队开展非介入式负荷辨识试验。利用自主研发的非介入式负荷辨识应用模块，技术团队根据波形回放仿真平台输出的数据，分析试验设备的典型电气特征，开展负荷辨识模型训练。

工业客户使用的专用变压器容量一般在315千伏安及以上，同时企业运行设备类型多、内部用电情况复杂、负荷性质甄别难度大，亟须通过数字化技术，实现不同生产设备的运行状态跟踪及用电量测算，助力企业智慧用电。

技术团队成员在现场开展波形数据录制工作。　　易姝慧 摄

中国电科院计量所互感器技术团队采用数字化手段，通过数字模式识别算法分解工业客户用电负荷成分，建立设备负荷特征模型库，实现客户用电设备状态数字化监测分析。2020年年底，基于设备负荷特征模型库及数据集，技术团队开展非介入式负荷辨识模型的数字化训练和自适应调参，固化负荷辨识模组，研发了非介入式负荷辨识应用模块。

建立设备负荷特征模型库

10月24日，技术团队结合采录的搅拌机电气波形，在实验室中开展波形提取试验，获得此类设备负荷辨识模型算法参数，优化搅拌机全周期负荷特征模型库。

生产设备运行时的电压、电流波形具备可辨识的电气特征。“如果把生产设备比作人，那电气特征就像是人的照片。想要看照片认人，就要能识别出人的面部特点，对识别生产设备来说就是识别其电气特征。这也是一个难点。”技术团队负责人张军说。

2018年至2021年，技术团队选取多家工厂实地大量采录生产设备波形。在每次采录中，技术团队按照每秒一万个采样点的频率，记录多个目标设备在完整生产周期过程的电气波形，形成多种设备混叠波形。

基于每段波形，技术团队通过波形切割及频谱提取技术对波形进行信号处理与分析，提取信号特征，匹配对应的生产设备，直观展示不同用电设备在不同运行阶段的电气特征数据，形成设备负荷辨识模型算法训练参数。

“一套参数就涵盖了这类设备开启时、暂态过程以及运行时的电气特征数据，多套参数就组成了多种设备负荷特征模型库。”技术团队骨干吴平说。

技术团队不断丰富设备负荷特征模型库，目前，已针对水泥制造、纺织业等15个行业，提取打桩机、碎石机、定型机、印染机等70种生产设备的数字化电气特征数据，为非介入式负荷辨识技术应用打下数据基础。

实现设备负荷精准感知

10月27日，青岛供电公司员工王晓然对青岛建一混凝土有限公司进行设备负荷核定工作。与以往不同，此次核定工作采用了非介入式负荷辨识应用模块感知企业不同设备负荷。

设备负荷核定是帮助客户准确评估可调节负荷资源的重要手段，主要包括保安负荷核定和可调节负荷核定。由于工业客户负荷类型复杂、涉及用电设备较多，此前，供电公司往往采用上门摸排或电话调研的方式了解客户设备运行情况和生产安排，以此测算客户的保安负荷和可调节负荷大小，不仅操作复杂、工作量大，而且结果也不够精准。

“设备负荷核定工作可以让客户知道自己哪些设备可调节、可调节的量是多少，深入参与需求侧响应。”王晓然说。

自2021年起，中国电科院计量所与国网山东省电力公司合作，选取青岛地区典型客户试点应用非介入式负荷辨识应用模块。“如果可以实时感知到具体设备的用电情况，将给各类需要与客户交互的业务提供强大的技术支撑。”国网山东电力营销部计量处处长郭亮说。

青岛建一混凝土有限公司是试点应用该模块的客户之一。核定客户保安负荷时，青岛供电公司员工根据企业春节假期的最低功率和模块最近一周辨识的客户常开设备负荷，最终核定该企业的保安负荷为350千瓦。核定客户可调节负荷时，青岛供电公司员工选取青岛建一混凝土有限公司连续两周的用电数据作为参考，分析典型生产设备负荷在企业工作时段和休息时段的变化，让该企业更加清楚地掌握了设备用电情况，优化自身生产安排。

非介入式负荷辨识应用模块不仅方便了工业客户需求侧管理，还为企业带来可观的效益。

“自从安装了非介入式负荷辨识应用模块，我们对自家企业的用电情况了如指掌。以前供电公司来走访调研可调节负荷，我们很难说清楚设备情况。现在有了这种负荷监测模块，我们对自身设备负荷更有数了，也完全具备了参与需求响应的能力，可以获得相应的补贴。”青岛建一混凝土有限公司电气负责人说。

目前，非介入式负荷辨识应用模块已经在青岛地区逐步投入使用，256户客户参与试点，涉及5个行业类别的19种主要生产设备类型，可调节负荷规模35197千瓦。

服务企业用电安全

10月22日，通过非介入式负荷辨识应用模块回传的数据，青岛供电公司营销部计量专责常青发现扶桑化学(青岛)有限公司颚式破碎机设备负荷超出安全范围。他立即通知客户，及时帮助企业调整可调节负荷容量，保障企业用电安全。

“该企业一共有5条内部电力线路，为磨机、引风机、颚式破碎机及其他设备供电。以前我们只能看到客户每天用了多少电，但并不知道每条线路、每类设备的负荷情况。”青岛供电公司营销部大客户经理陈雷说。

自6月开始，技术团队与青岛供电公司计量运维专业员工梳理扶桑化学(青岛)有限公司生产设备历史负荷，基于非介入式负荷辨识应用模块，连续两个月监测客户各类设备运行功率，辨识企业各生产供电线路实际运行设备负荷规律，为各类型生产设备设定了负荷可调节范围。

同时，技术团队还结合客户生产管理情况，开展生产供电线路精准控制模拟验证。一旦客户侧支路断路器隔离开关跳开，非介入式负荷辨识应用模块会快速识别负荷异常变化，15秒内生成辨识结果并上报主站，实现对企业内部电力线路和各类设备负荷的实时监测，提升客户对生产用电情况的感知水平。（杨亚迪 易姝慧）