[發明專利]基于k最近鄰分類算法的配電網拓撲結構校驗方法

有效

• 申請號: 201610613629.2
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106250927B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 耿俊成;張小斐;郭志民;楊磊;吳博;袁少光;郭祥富;萬迪明;平燕娜;劉楓琪;王敏
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;河南恩湃高科集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司41132
• 代理人: 王瑞麗

技術領域

本發明涉及配電網拓撲結構校驗方法領域，具體涉及一種基于k最近鄰分類算法的配電網拓撲結構校驗方法。

背景技術

電網公司通常使用電網GIS平臺維護配電網設備拓撲結構數據，主要包括電力用戶與臺區變壓器的連接關系，臺區變壓器與饋線的連接關系。配電網拓撲結構對95598客戶報修定位、配電網故障研判、停電計劃優化管理等業務都有著重要作用。目前，電網GIS平臺的配電網拓撲結構數據存在著大量錯誤或缺失，與配電網實際拓撲結構不一致，嚴重影響了電網公司日常業務正常開展。

為了校驗和修改這些錯誤，通常做法是：當配電網實際拓撲結構發生變化時，人工記錄這些變更并更新電網GIS平臺相關數據，或者組織人力進行實地巡測修正這些錯誤。這些方法既耗費大量的人力、時間，準確性又不夠，同時對于采用地下電纜鋪設的臺區、偏遠臺區等不具備良好的可操作性。

公開號CN 104218581的一種利用量測數據校驗配電網拓撲結構的方法，所述方法包括(1)計算智能電表的分時電壓序列和分時電壓分布曲線；(2)分析電壓序列的相關系數；(3)評估每一對智能電表的相對電距離；(4)通過比較電壓序列的電壓值，判斷出一組智能電表在同一饋線上的相對上下游位置，驗證GIS系統中數據、拓撲結構的正確性。該方法分析的數據來源是一定地理區域內、同一臺變下的不同智能電表采集的每小時時序電壓，通過計算這些時序電壓之間的相關系數和其相對的電壓大小，并與同一區域內其他臺變下得出的同類數據作對比分析，驗證GIS系統中數據、拓撲結構的正確性。該方法的不足之處是：(1)無法快速大批量校驗配電網拓撲結構。(2)采用相關系數比較電壓曲線相似性對數據質量要求高，同時又很難確定一個相關系數的閥值判斷兩個用戶是否屬于同一個臺區。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于k最近鄰分類算法的配電網拓撲結構校驗方法，用以解決現有校驗方法人力成本高、準確性不夠、可操作性差的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下：

一種基于k最近鄰分類算法的配電網拓撲結構校驗方法，包括以下步驟：

(1)獲取校驗用戶所在臺區其它用戶和其鄰近臺區所有用戶，組成校驗用戶訓練樣本集合；

(2)提取校驗用戶及其訓練樣本集合所有用戶最近一段時間的電壓曲線數據；

(3)計算校驗用戶與其訓練樣本集合每個用戶之間電壓曲線的相似性；

(4)基于相似性大小選取校驗用戶的k個最近鄰，計算校驗用戶的正確臺區類別，進而判斷校驗用戶的配電網拓撲結構是否正確。

優選的，所述鄰近臺區是基于校驗用戶臺區變壓器與該地區其它臺區變壓器之間的距離搜索，若所述距離在預設范圍內，則判斷為鄰近臺區。

優選的，所述距離是根據電網GIS平臺中校驗用戶臺區變壓器與該地區其它臺區變壓器的經緯度坐標數據計算，包括：

設(jA,wA)為校驗用戶臺區變壓器經緯度坐標，(jB,wB)為該地區其它臺區變壓器經緯度坐標，R為地球半徑，利用公式d_AB＝R×cos^-1[cos wA×cos wB×cos(jA-jB)+sin wA×sin wB]計算二者之間的物理距離。

優選的，所述計算校驗用戶與其訓練樣本集合每個用戶之間電壓曲線的相似性，是計算兩條電壓曲線之間的離散Fréchet距離，包括：

首先，將從用電信息采集系統提取的用戶智能電表電壓序列數據表示成{(i,u_i)}_i＝1,...,n；其中，i是提取的電壓值序列號，u_i是提取的電壓值，n為提取的電壓值的數量；

其次，找出用戶電壓曲線的至高點；如果一個點的電壓值比前兩個點電壓值大同時還比后兩個點電壓值大，就稱它為一個至高點；并將它們表示成A＝＜(1,u₁),...,(m,u_m)＞，其中(1,u₁),...,(m,u_m)是用戶電壓曲線的m個至高點；

最后，根據離散Fréchet距離的定義計算校驗用戶與訓練樣本集合中每個用戶電壓曲線之間的離散Fréchet距離。

優選的，對校驗用戶的k個最近鄰賦予不同的權值以體現其貢獻程度的高低，每個最近鄰權值是其與校驗用戶電壓曲線之間離散Fréchet距離的導數。