[發明專利]基于聚類分析的電力線通信用電量數據分析方法及系統

有效

• 申請號: 201710221530.2
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107423746B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 梁玉泉;陳熾光;張眾發;孫云蓮;佘國鴻;王華佑;謝文旺;徐冰涵;余軍偉;王冬生;劉健;楊福國;賴群;焦力;黃祖迪
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司云浮供電局;武漢大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;H04L12/26;H02J13/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種基于聚類分析的電力線通信用電量數據分析方法，其特征在于：基于用電信息采集系統實現用電量數據分析，所述用電信息采集系統包括服務器、集中器、電能表及電力線路，各電能表經電力線連接集中器，從集中器通過以太網連接到遠程的服務器；用電量數據分析的實現方式為，在服務器端實現如下操作，

根據預設的采集時刻持續進行數據采集，包括進行用電數據采集過程和用電數據特征量提取與保存過程；針對當前采集時刻實時進行異常數據判別，包括進行讀取當前采集時刻用電數據過程和基于K-means聚類分析的異常數據判別過程；

所述用電數據采集過程，包括基于電力線載波通信的方式從服務器端對配電端的用電數據進行采集，得到用電量；

所述用電數據特征量提取與保存過程，包括提取返回的用電數據的相應用電數據特征量并量化后保存；所述用電數據特征量包括用電數據的采集地點和采集時刻相應的時間相關特征量和環境相關特征量；所述時間相關特征量包括采集時刻所在日期、星期及季節，所述環境相關特征量包括溫度、降雨量及天氣情況；

所述讀取當前采集時刻用電數據過程，包括提取針對當前采集時刻進行數據采集的結果；

所述基 于K-means聚類分析的異常數據判別過程，包括以下步驟，

1)設當前采集時刻為t，讀入提取所得相應的用電量P(d,t)，設有歷史良好數據集{Ph(dh,th)}，其中歷史良好數據Ph(dh,th)是歷史采集日期dh中第th個采集時刻的用電量；歷史良好數據集記為SN；

2)對用電量P(d,t)進行錯誤信息的初次判斷，實現如下，

若P(d,t)＜P(d,t-1)，則判定當前采集時刻數據為錯誤數據，并存入錯誤數據集SW，結束對當前采集時刻的異常數據判別過程；

否則進入3)；

3)進行用戶外出情景識別并排除，實現如下，

若當前采集時刻的前一采集時刻的用電量P(d,t-1)不存在于歷史良好數據集SN中，直接進入4)；

若當前采集時刻的前一采集時刻的用電量P(d,t-1)存在于歷史良好數據集SN中，計算當前采集時刻用電量差值ΔP(d,t)如下，

ΔP(d,t)＝P(d,t)-P(d,t-1)

若B×ΔPtmin≤ΔP(d,t)≤A×ΔPtmax，則判定當前采集時刻t為用戶外出情景，將用電量P(d,t)存入歷史良好數據集SN，結束對當期時刻數據的異常數據判別過程，其中，A、B為預設倍數，ΔPtmax為典型用電差值最大值，ΔPtmin為典型用電差值最小值；否則，進入4)；

4)基于用戶外出情景識別排除的結果，進行K-means聚類分析識別異常數據，實現如下，

根據當前采集時刻t的用電量P(d,t)相應用電數據特征量，從歷史良好數據集{Ph(dh,th)}選擇距離當前采集時刻時間最近的若干組用電數據特征量相同的歷史良好數據，與當前采集時刻用電量一起構成K-means聚類分析集SS，對SS集的用電量數據進行基于有效指數的K-means聚類分析，分析結果為當前用電量P(d,t)為異常數據時，則存入異常用電數據集SA，并將結果反饋運行維護人員以供參考，結束對當前采集時刻數據的判別過程；分析結果為當前用電量P(d,t)為良好數據，將P(d,t)存入歷史良好數據集SN，結束對當前采集時刻數據的異常數據判別過程。

2.根據權利要求1所述基于聚類分析的電力線通信用電量數據分析方法，其特征在于：所述基于電力線載波通信的方式從服務器端對配電端的用電數據進行采集，實現方式為，服務器端發送請求數據的指令至配電端集中器；指令到達集中器后以電力線載波通信的方式向各個電能表請求用電數據，電能表收到指令后通過電力線載波通信的方式將用戶的用電數據返回至配電端集中器；配電端集中器將用電數據返回服務器端。

3.根據權利要求1所述基于聚類分析的電力線通信用電量數據分析方法，其特征在于：根據預設的采集時刻持續進行數據采集，包括等時距設定采集時刻。