基于注意力时序网络的非侵入式负荷分解
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TP714

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国家自然科学基金(61773219)


Non-intrusive load decomposition based on attention recurrent network model
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    摘要:

    非侵入式负荷分解的本质是根据已知的总功率信号分解出单一的负荷设备的功率信号.目前基于深度学习模型大多存在网络模型负荷特征提取不充分、分解精度低、对使用频率较低的负荷设备分解误差大等问题.本文提出一种注意力时序网络模型(Attention Recurrent Neural Network,ARNN)实现非侵入式负荷分解,它将回归网络与分类网络相结合来解决非侵入式负荷分解问题.该模型通过RNN网络实现对序列信号特征的提取,同时利用注意力机制定位输入序列中重要信息的位置,提高神经网络的表征能力.在公开数据集Wiki-Energy以及UK-DALE上进行的对比实验结果表明,本文提出的深度神经网络在所有考虑的实验条件下都是最优的.另外,通过注意力机制和辅助分类网络能够正确检测设备的开启或关闭,并定位高功耗的信号部分,提高了负荷分解的准确性.

    Abstract:

    The non-intrusive load decomposition is to decompose the power signal of a single load device according to the known total power signal.However,deep learning based models are perplexed by problems such as insufficient load feature extraction,low decomposition accuracy,large decomposition error for infrequently used load equipment.Here,we propose an Attention Recurrent Neural Network (ARNN) model,which combines regression network and classification network to realize the non-invasive load decomposition.The model extracts the features of sequence signals through RNN network,and uses the attention mechanism to locate the position of important information in the input sequence,so as to improve the representation ability of network.Experiments on public datasets of Wiki-Energy and UK-DALE show that the proposed deep neural network is superior to the most advanced neural network under all experimental conditions.Furthermore,the attention mechanism and auxiliary classification network can correctly detect the on or off of devices,and locate the high-power signal,which improves the accuracy of load decomposition.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

沙建峰,席乐,冯亚杰,庄伟.基于注意力时序网络的非侵入式负荷分解[J].南京信息工程大学学报(自然科学版),2023,15(4):448-459
SHA Jianfeng, XI Le, FENG Yajie, ZHUANG Wei. Non-intrusive load decomposition based on attention recurrent network model[J]. Journal of Nanjing University of Information Science & Technology, 2023,15(4):448-459

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  • 收稿日期:2022-07-03
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  • 在线发布日期: 2023-07-06
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