[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)劃分的電力負荷曲線層次聚類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810348336.5
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108681744B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 魏娜;趙嵩正;王莉芳;田世明;潘明明;于建成;姚程;吳磊
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學;中國電力科學研究院有限公司;國網天津市電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種基于數(shù)據(jù)劃分的電力負荷曲線層次聚類的方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：進行數(shù)據(jù)預處理

假定每條負荷曲線有n個記錄，先對原始負荷曲線做如下剔除處理：剔除存在負值記錄的負荷曲線，剔除存在空值記錄的負荷曲線，剔除n個記錄中全部為0值的負荷曲線，經過三種剔除之后，剩余m條負荷曲線，計算每條負荷曲線到其他m-1條曲線的距離，計算公式如下：

其中，D_x表示第x條負荷曲線與其他m-1條曲線的距離之和，f_xj和f_ij分別表示第x條曲線和第i條曲線的第j個負荷記錄，x,i＝1,2,...,m，j＝1,2,...,n，以所有m個距離值為輸入數(shù)據(jù)，利用箱線圖方法識別離群值；在箱線圖中，用處于箱子上邊緣和下邊緣的曲線分別代替上邊緣以上和下邊緣以下的曲線，即獲得離群值；

步驟2：數(shù)據(jù)劃分

將m個負荷曲線集合劃分為y種子集規(guī)模不同的集合群，按照子集的規(guī)模由小到大排序，依次為S₁，S₂，…S_l，…S_y；

步驟3：對S_l中每個子集用Havg層次聚類算法聚類，其中，l＝1,…,y；將每個子集分別聚為2-8類，選擇戴維森堡丁指數(shù)(Davies-Bouldin Index，DBI)最小的聚類結果作為該子集的聚類結果；

步驟4：求每個子集聚類中心的并集，并對該并集運用Havg算法進行聚類；

步驟5：運用聚類效果評價函數(shù)DBI對步驟4的聚類效果進行評價，當DBI的值達到閾值α時，進入步驟6；若未達到該閾值，則重復步驟3，同時步驟3中的l加1，直至DBI的值達到閾值；當l＝y(tǒng)，則將步驟2所得到的所有劃分中DBI值最小的聚類結果作為步驟5的最終聚類結果，同時進入步驟6；

取DBI指數(shù)的最低值為γ，閾值α的取值范圍為2γαγ；

步驟6：合并步驟5得到的聚類結果中聚類中心距離小于閾值β的簇，以各聚類中心之間的距離作為箱線圖的繪制數(shù)據(jù)繪制箱線圖，β為箱線圖的下邊緣處的值，聚類中心的計算方式如下所示：

式(2)中，C_w為第w個簇的聚類中心，V表示該簇所包含的曲線數(shù)量，X_a為第w個簇中的第a條負荷曲線；

至此，得到了與步驟5不同的新的聚類結果；

步驟7：將步驟5和步驟6得到的聚類結果的DBI值進行比較，DBI值小的聚類結果作為最終的聚類結果。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)劃分的電力負荷曲線層次聚類的方法，其特征在于：

步驟6中所述合并為在聚類結果中，簇L和簇H的聚類中心距離如小于閾值β，將簇L和簇H中的負荷曲線合并為一個新簇G，并更新聚類結果，即保留新簇G，刪除簇L和簇H。