Stochastic model for blind source separation of electrical uses from a single sensor

Abstract

Une méthode d'estimation des composantes élémentaires de la consommation quotidienne du chauffage électrique (puissance active) est proposée. Le problème générique est celui de la séparation aveugle de sources non-stationnaires de nombre de composantes inconnu, à partir d'une seule observation. Ce problème a fait l'objet de nombreuses études depuis les années 2000. Les méthodes proposées dans la littérature sont principalement des méthodes à base de dictionnaire. Elles s'appuient sur la parcimonie des sources dans un domaine judicieusement choisi [1, 2, 3]. La décomposition de la courbe de charge électrique présente deux particularités qui justifient l'introduction d'une méthode dédiée en s'inspirant des travaux antérieurs. En effet, des sources similaires, par exemple des convecteurs, peuvent se superposer localement ou sur tout le domaine d'observation. De plus, les composantes du mélange présentent des caractéristiques morphologiques qui permettent de les discriminer. Mais, les composantes d'une même classe d'appareils (chauffage par exemple) ont la même forme. La méthode de séparation de sources proposée utilise un modèle probabiliste du mélange, dont les primitives sont définies à partir d'un dictionnaire de formes (temporelles) pré-établies. Un échantillonneur du type MCMC utilisé permet d'obtenir une solution au sens du maximum a posteriori. Le modèle est détaillé dans le cas du chauffage électrique dont les composantes sont des sources localement stationnaires et de même forme. Il sera généralisé à d'autres composantes