[發明專利]一種基于多判別指標的電網發展時期劃分方法及系統

有效

• 申請號: 201711001710.6
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107833149B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 韓豐;李暉;彭冬;薛雅瑋;張鵬飛;龍望成;趙朗;李金超;李金穎;侍劍峰;李樹林;徐謙
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網北京經濟技術研究院;華北電力大學;國網浙江省電力公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

1.一種基于多判別指標的電網發展時期劃分方法，其特征在于包括以下步驟：

1)獲取包含有判別指標的電網原始數據，其中，電網原始數據包括作為判別指標的某個國家人均用電量、人均發電量、人均生活用電量和人均可再生能源發電量的歷史數據，將獲取的電網原始數據采用矩陣表示：

X＝(x_ij)_m×n＝(X₁,X₂,…,X_m)

式中，矩陣X由m個指標在n年的值組成，x_ij表示第i個指標在第j年的值；

2)采用主成分分析法對電網原始數據進行處理，獲取電網發展指數，具體過程包括：

2.1)采用Z-Score法對電網原始數據進行標準化處理，Z-Score法標準化處理的公式為：

式中，分別為第i個指標值的均值和標準差；

標準化后的指標數據矩陣為：Z＝(z_ij)_m×n＝(Z₁,Z₂,…,Z_m)滿足：E(Z_j)＝0且D(Z_j)＝1 j＝1,2,…,m；

2.2)采用標準化指標數據矩陣求解相關系數矩陣R＝(r_ij)_m×m，其中，r_ij表示指標Z_i與Z_j之間的相關系數，其中，r_ij的求解公式如下：

式中，cov(Z_i,Z_j)是Z_i與Z_j的協方差；

2.3)求解相關系數矩陣R的特征值與相應的特征向量，并將求解得到的所有特征值所對應的特征向量作為主成分系數；

由于向量X是非零的，所以存在det(R-λE)＝0，即存在行列式

|R-λE|＝0 (3)

求解公式(3)可得出，矩陣R的 所有特征值λ，再根據RX＝λX計算出特征根所對應的特征向量；

假設R有k個大于0的特征值λ₁≥λ₂≥…≥λ_k≥0，這些特征值所對應的特征向量為A＝(a₁,a₂,…,a_k)，將A視為主成分系數；

則k個主成分可表示如下：

其中，y_i表示第i個主成分，X_i表示第i個指標的值

2.4)計算每一主成分y_i所對應的方差對總方差的貢獻率；

k個主成分的方差貢獻率是逐個遞減的，則前t個主成分的累計方差貢獻率表示為：

2.5)采用設定的主成分選取標準選取符合條件的主成分，并通過選取的主成分所對應的主成分系數計算得到電網發展指數f的計算公式如下：

式中，k為主成分個數，p為符合主成分選取標準選取條件的主成分個數；

3)采用曲線擬合電網發展指數；

4)通過曲線的幾何特性將電網發展指數的發展過程劃分為不同的發展時期。

2.如權利要求1所述的一種基于多判別指標的電網發展時期劃分方法，其特征在于，所述步驟3)采用曲線擬合電網發展指數的具體過程為：

3.1)確定電網發展指數擬合模型為Richards模型，Richards模型的數學表達如下：

式中，c為變量的極限值，a是與函數初始值相關的參數；b是增長速率參數；d是曲線形狀參數；

3.2)采用非線性最小二乘法作為曲線擬合方法確定Richards模型參數；

3.3)將計算得出的Richards模型的參數代入到Richards模型，獲得電網發展指數的Richards曲線；

3.4)計算Richards曲線的特征點。

3.如權利要求2所述的一種基于多判別指標的電網發展時期劃分方法，其特征在于，所述步驟3.2)采用L-M方法作為曲線擬合方法確定Richards模型參數。