[發明專利]基于聚類算法對異常事件分析評價電能表整體狀態的方法

有效

• 申請號: 201310624924.4
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103630869B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 肖堅紅;周永真;孫經;李驚濤;陳馳;趙永紅;黃少坤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網安徽省電力公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01R35/04
• 分類號: G01R35/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

1.一種基于聚類算法對異常事件分析評價電能表整體狀態的方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)對用戶的采集數據進行清理，排除由于采集裝置異常而突然產生很大數據的樣本點；排除營銷系統正在走拆表、換表流程的用戶；檢查用戶檔案信息中，電能表的計量方式與額定電壓、接線方式是否一致，排除用戶檔案錄入錯誤的問題；

(2)針對專變用戶統計分析時間段內發生過壓、過流、電能表時鐘不對、電能表電壓欠壓、電能表溫度過高、電能表開表蓋、電能表開端鈕蓋、負荷持續越上限、電能表飛走、電能表停走、電壓逆相序、電流逆相序、潮流反向、電壓三相不平衡和電流三相不平衡異常事件的電能表信息；針對低壓用戶統計分析時間段內電能表時鐘不對、電能表電壓欠壓、電能表溫度過高、電能表開表蓋、電能表飛走、電能表停走、潮流反向異常事件的電能表信息；分析時間周期包括月、季、半年和年；

（3）采用聚類k-means算法，分析判斷電能表當前處于正常狀態、觀察狀態、預警狀態和告警狀態四個狀態中哪一類狀態，步驟如下：

1）影響電能表運行當前運行狀態的異常當為四個等級，每個等級對應不同的權值，具體如下：

a)I級包括等級為嚴重的過壓、等級為嚴重的過流、等級為嚴重的電能表時鐘不對、電能表電壓欠壓、電能表溫度過高、電能表開表蓋、等級為嚴重的負荷持續越上限、電能表飛走、電能表停走、等級為嚴重的電流三相不平衡、等級為嚴重的電壓三相不平衡、等級為嚴重的功率因數偏低、電能表費率參數異常、潮流反向、電流逆相序和電壓逆相序，I級權值等于K₁；

b)II級包括等級為重要的過壓、等級為重要的過流、等級為重要的電能表時鐘不對、電能表開端鈕蓋、等級為重要的負荷持續越上限、等級為重要的功率因數偏低、等級為重要的電流三相不平衡、等級為重要的電壓三相不平衡，II級權值等于K₂；

c）III級包括等級為較重要的過壓、等級為較重要的過流、等級為較重要的電能表時鐘不對、等級為較重要的負荷持續越上限、等級為較重要的功率因數偏低、等級為較重要的電流三相不平衡、等級為較重要的電壓三相不平衡，III級權值等于K₃；

d)IV級為不在告警、預警和觀察狀態范圍內的異常，IV級權值等于K₄；

e)異常事件的等級根據系統設定的閾值和事件持續發生時間分為四類，包括嚴重、重要、較重要和一般；

2）如果一個電能表在同一級中存在多個異常，則這個電能表的在這個等級的權值等于這個等級中的每個異常權值之和。計算公式如下：

（i為正整數，n=1,2,3,4）

其中，m_i表示每個電能表分別在I、II、III、IV級異常的權值之和，S_i表示某個等級異常對應的權值之和。

（i為正整數，n=1,2,3,4）

其中，a_i表某個電能表對應異常等級權值之和；k_i表示是系統根據計量裝置類別、電壓等級設定的調整系數，將發生異常的電能表通過上述權值計算生成權值判斷矩陣；

3）首先對矩陣內電能表的狀態數據進行標量的規格化，按以下公式進行[0,1]規格化：

ai′=ai-min(ai)max(ai)-min(ai)]]>

其中max(a_i)和min(a_i)表示所有元素項中第i個屬性的權值最大值和權值最小值；

4）根據歐幾里得距離的定義公式：

d(X,Y)=(x1-y1)2+(x2-y2)2+...+(xn-yn)2]]>

根據電能表的權值范圍，按取平均值規則抽取四個電能表的值作為四個簇的種子，通過歐幾里得距離的定義計算所有電能表分別對四個中心點的相異度；

5）采用k-means算法進行聚類，由于將電能表的狀態劃為4個狀態，所以設k=4，將發生異常的電能表分成正常、觀察、預警和告警四類狀態；

（4）檢查在分析時間段內，營銷系統中現場檢查和計量故障流程信息，并對統計信息進行分類；

（5）采用聚類算法的分析結果，結合營銷系統中現場檢查和計量故障換表信息，計量在線監測系統從生產廠商、批次號、軟硬件版本、計量裝置重要性、電壓等級和供電單位等不同維度統計不同狀態的電能表數量在群體電能表中的分布，并對分布結果是評價，對預警或告警數量占比較大的群體，查明問題原因，評估是否存在群體性問題或缺陷。