[發(fā)明專利]基于形態(tài)特征的電力負(fù)荷曲線自適應(yīng)聚類方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710655080.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN107423769B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉友波;劉俊勇;呂林;李陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.基于形態(tài)特征的電力負(fù)荷曲線自適應(yīng)聚類方法，其特征在于，包括：

S1、獲取用戶設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的電力負(fù)荷曲線；

S2、提取所述電力負(fù)荷曲線的形態(tài)特征，并將每個(gè)用戶的形態(tài)特征轉(zhuǎn)換為形態(tài)特征向量，所述形態(tài)特征至少包括電力負(fù)荷曲線的上升、平穩(wěn)和下降趨勢(shì)；

S3、根據(jù)計(jì)算的每個(gè)用戶形態(tài)特征向量的函數(shù)密度值，獲取設(shè)定量個(gè)函數(shù)密度值作為初始的聚類中心；

S4、通過聚類中心與所有用戶的形態(tài)特征向量的相似度值加權(quán)計(jì)算最小聚類代價(jià)函數(shù)值時(shí)，對(duì)電力負(fù)荷曲線進(jìn)行分類：

S5、當(dāng)相鄰兩次迭代的聚類中心變化量大于預(yù)設(shè)閾值，采用取眾數(shù)的方式更新計(jì)算最小聚類代價(jià)函數(shù)值的聚類中心，之后并一直不停地根據(jù)更新的聚類中心計(jì)算最小聚類代價(jià)函數(shù)值，并對(duì)電力負(fù)荷曲線進(jìn)行分類，直至相鄰兩次迭代的聚類中心變化量小于或等于預(yù)設(shè)閾值；

S6、當(dāng)相鄰兩次迭代的聚類中心變化量小于或等于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將得到的聚類中心存入聚類中心集合，并判斷設(shè)定量與預(yù)設(shè)聚類中心數(shù)的關(guān)系：

S7、當(dāng)設(shè)定量小于預(yù)設(shè)聚類中心數(shù)時(shí)，將設(shè)定量累加一次，并返回步驟S3；當(dāng)設(shè)定量等于或大于預(yù)設(shè)聚類中心數(shù)時(shí)，采用層次聚類算法對(duì)聚類中心集合中的所有聚類中心進(jìn)行聚類得到聚類系譜圖；

S8、采用聚類系譜圖選取聚類中心和聚類中心數(shù)量，并執(zhí)行步驟S4和步驟S5；

S9、當(dāng)相鄰兩次迭代的聚類中心變化量小于或等于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，獲取當(dāng)前聚類中心，并停止聚類中心更新，之后采用最小聚類代價(jià)函數(shù)值對(duì)電力負(fù)荷曲線進(jìn)行分類；以及

S10、當(dāng)所有電力負(fù)荷曲線均分類至聚類中心所在電力負(fù)荷曲線簇時(shí)，輸出當(dāng)前聚類中心，當(dāng)前聚類中心所對(duì)應(yīng)的電力負(fù)荷曲線簇和采用聚類系譜圖選取的聚類中心數(shù)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負(fù)荷曲線自適應(yīng)聚類方法，其特征在于，所述最小聚類代價(jià)函數(shù)值的計(jì)算公式為：

其中，X為形態(tài)特征向量；Q為聚類中心；W為隸屬度；U為屬性加權(quán)值；α為平滑因子；w_li為第i個(gè)用戶的形態(tài)特征向量劃分至第l類聚類中心的隸屬度；a_i為懲罰系數(shù)；x_iz為第i個(gè)用戶的形態(tài)特征向量在第z個(gè)維度上的形態(tài)特征值；q_lz為第l類聚類中心在第z個(gè)維度上的形態(tài)特征值；δ(x_iz,q_lz)為x_iz和q_lz的相似度；u_z為形態(tài)特征向量在第z個(gè)維度上的形態(tài)特征值的權(quán)值；l為類負(fù)荷曲線；i為待聚類形態(tài)特征向量；z為特征向量的維度數(shù)；k為聚類中心數(shù)量；n為待聚類的形態(tài)特征向量的數(shù)量；m為每個(gè)形態(tài)特征向量的維度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力負(fù)荷曲線自適應(yīng)聚類方法，其特征在于，所述函數(shù)密度值的計(jì)算公式為：

其中，X_i為第i個(gè)用戶的形態(tài)特征向量；b為指數(shù)衰減的速度；e為自然對(duì)數(shù)；x_jz為第j個(gè)用戶的形態(tài)特征向量在第z個(gè)時(shí)間段上的特征屬性。