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Conference papers

Factorisation Matricielle Semi Non-Négative: Applicationà la Décomposition de Consommations Electriques

Simon Henriet 1, 2 Umut Simsekli 2 Sérgio Santos 1 Benoît Fuentes 1 Gael Richard 2
2 S2A - Signal, Statistique et Apprentissage
LTCI - Laboratoire Traitement et Communication de l'Information
Résumé : Depuis de nombreuses années, la mesure et le suivi des consommationsélectriques dans les bâtiments résidentiels et commerciaux comme les bureaux, les centres commerciaux ou les entrepôts ont connu un essor important. Cependant, obtenir la consommation individuelle deséquipementsà partir de la consommation totale (NILM), est un problème complexe. Plusieurs approches ontété proposées dans le cadre des bâtiments résidentiels. Des résultats prometteurs ont notammentété obtenus par le biais de techniques de factorisation de matrices appliquées aux mesures haute fréquence de la tension et du courant. Ces méthodes ne sont pas efficaces lorsqu'on les applique aux bâtiments commerciaux. Dans ce papier, nous proposons une nouvelle méthode de factorisation basée sur une extension de la factorisation semi non négative de matrices (SNMF)à laquelle est ajoutée une pénalisation de la variation totale (TV-SNMF). Pour résoudre ce problème d'optimisation sous contraintes, nous avons développé une stratégie d'optimisation alternée qui utilise une méthode quasi-Newton. Les expériences sur une base de données de simulations de bâtiments commerciaux montrent clairement un gain d'efficacité comparéà d'autres approches comme l'analyse en composantes indépendantes (ICA) ou la SNMF classique. Abstract-In the recent years, there has been an increasing academic and industrial interest for analysing the electrical consumption of commercial buildings. One approach to enable energy efficiency is to disaggregate total energy consumptions into individual ones. This problem is also called Non Intrusive Load Monitoring (NILM). While several approaches have been studied to solve it for residential building using high frequency current and voltage measurements, none of them seems efficient applied to commercial buildings. Amongst the NILM method for residential buildings, matrix factorization approached showed promising results. In this paper, we propose a novel method as an extension of factorization techniques based on Semi Non-Negative Matrix Factorization constrained with a total variation penalization (TV-SNMF). To solve this constrained optimization problem, we rely on an alternating minimization strategy involving a quasi-newton algorithm. The experiments on a simulated commercial building dataset demonstrate clear improvements compared to other approaches such as Independent Component Analysis (ICA) and classic SNMF.
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Conference papers
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https://hal.telecom-paris.fr/hal-02381367
Contributor : Gaël Richard <>
Submitted on : Tuesday, November 26, 2019 - 3:40:41 PM
Last modification on : Wednesday, June 24, 2020 - 4:19:54 PM

File

2019_GRETSI.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : hal-02381367, version 1

Citation

Simon Henriet, Umut Simsekli, Sérgio Santos, Benoît Fuentes, Gael Richard. Factorisation Matricielle Semi Non-Négative: Applicationà la Décomposition de Consommations Electriques. Colloque francophonede traitement du signal et des images (GRETSI), Aug 2019, Lille, France. ⟨hal-02381367⟩

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