[發(fā)明專利]一種考慮負(fù)荷縱向特性的負(fù)荷聚類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810199636.1
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108428055B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐文虎;馮志穎;牛哲文;楊毅豪
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發(fā)明公開了一種考慮負(fù)荷縱向特性的負(fù)荷聚類方法，包括步驟：1)輸入n個用戶T天內(nèi)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，并修正異常尖峰數(shù)據(jù)；2)計算每一個用戶T天內(nèi)各個時刻負(fù)荷均值和負(fù)荷方差；3)構(gòu)建用戶的用電行為向量，向量的每一個元素為一個二維實數(shù)對，實數(shù)對中第一位表征負(fù)荷的橫向特性，第二位表征負(fù)荷的縱向特性；4)計算兩個用戶之間的綜合距離系數(shù)，根據(jù)得出的距離矩陣進(jìn)行聚類。本發(fā)明對用戶用電行為的表征更加準(zhǔn)確和科學(xué)，符合實際，提高聚類的合理性，為電力調(diào)度和需求側(cè)管理提供更有效的信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種考慮負(fù)荷縱向特性的負(fù)荷聚類方法。

背景技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，實現(xiàn)對電力用戶的合理分類已成為電力負(fù)荷預(yù)測、需求側(cè)管理、電力市場運(yùn)營等的重要前提。日負(fù)荷曲線描述了電力負(fù)荷24小時內(nèi)隨時間的變化情況，反映了電力負(fù)荷短時間內(nèi)的變化趨勢，定義為用戶用電行為的橫向特性。不同日子的日負(fù)荷曲線的差異性定義為用電行為的縱向特性。不同用戶的縱向波動性差異顯著。例如，工業(yè)客戶的縱向波動率相對較低，居民的縱向波動率較高。

負(fù)荷的縱向波動性是指用戶在一段時間內(nèi)(例如1個月)的負(fù)荷波動。部分用戶的負(fù)荷受外界因素的影響較大，波動較大，而部分用戶的用電行為相對穩(wěn)定。另外，同一天內(nèi)同一客戶在不同時刻的負(fù)荷波動也不同。

傳統(tǒng)負(fù)荷聚類方法只考慮負(fù)荷的橫向特性，未能全面地反映用戶的用電行為。因此，需要一種同時考慮負(fù)荷橫向和縱向特性的聚類方法，實現(xiàn)對電力用戶更加準(zhǔn)確的分類。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提出了一種考慮負(fù)荷縱向特性的負(fù)荷聚類方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對電力用戶進(jìn)行更加準(zhǔn)確地分類。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種考慮負(fù)荷縱向特性的負(fù)荷聚類方法，包括以下步驟：

1)輸入n個用戶T天內(nèi)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，并修正異常尖峰數(shù)據(jù)；

2)計算每一個用戶T天內(nèi)各個時刻負(fù)荷均值和負(fù)荷方差；

3)構(gòu)建用戶的用電行為向量，向量的每一個元素為一個二維實數(shù)對，實數(shù)對中第一位表征負(fù)荷的橫向特性，第二位表征負(fù)荷的縱向特性；

4)計算兩個用戶之間的綜合距離系數(shù)，根據(jù)得出的距離矩陣進(jìn)行聚類。

在步驟1)中，輸入配電網(wǎng)中n個電力用戶的歷史負(fù)荷值，歷史負(fù)荷值包括連續(xù)T天的負(fù)荷數(shù)據(jù)，每天采樣m個時刻的負(fù)荷值；對輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，假設(shè)為用戶i在第k天的負(fù)荷數(shù)據(jù)，其中表示第i個用戶第k天的第m個時刻歸一化前的負(fù)荷值。

x_ijk為第i個用戶第k天的第j個時刻歸一化后的負(fù)荷值，具體計算公式如下：

其中，表示第i個用戶第k天的第j(j＝1,2,...,m)個時刻歸一化前的負(fù)荷值，表示第i個用戶第k天的最小負(fù)荷值，表示第i個用戶第k天的最大負(fù)荷值。

由歸一化公式可見，負(fù)荷序列的最大負(fù)荷值出現(xiàn)異常，即出現(xiàn)異常尖峰，會對歸一化后的數(shù)據(jù)造成影響，惡化分布特性。因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化之前，須先進(jìn)行異常尖峰數(shù)據(jù)的識別和修正。具體識別公式如下：