[發明專利]一種基于動態規劃時間序列相似性算法的諧波溯源方法

有效

• 申請號: 201810879919.0
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109239456B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 張逸;王攸然;邵振國;張嫣;阮正鑫
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G06F16/2458;G06Q50/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于動態規劃時間序列相似性算法的諧波溯源方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：從電能質量監測系統中獲取某條母線的公共連接點PCC上裝的電能質量監測終端采集的一段時間內的諧波電壓監測數據；

步驟S2：從用電信息采集系統中獲取此條母線所供電的所有用戶的此時段內的用電有功功率數據；

步驟S3：使用數據標準化方法處理諧波電壓監測數據和用電有功功率數據，形成諧波電壓和用電有功功率的標準化序列數據；

步驟S4：使用基于動態規劃原理求解時間序列數據相似性的算法求解每個用戶用電有功功率序列數據與公共連接點諧波電壓序列數據的相關性，并進行諧波溯源。

2.根據權利要求1所述的基于動態規劃時間序列相似性算法的諧波溯源方法，其特征在于：電能質量監測系統獲得的數據時間間隔為3分鐘，各次諧波電壓同時包含最大值，最小值，平均值和95％概率大值。

3.根據權利要求1所述的基于動態規劃時間序列相似性算法的諧波溯源方法，其特征在于：步驟S2中假設該PCC處共接有N個用戶，每個用戶采樣n個點，則N個用戶用電平均有功功率時間序列數據表示為P₁＝＜p₁₁，...，p_1n＞、P₂＝＜p₂₁，...，p_2n＞、...P_N＝＜p_N1，...，p_Nn＞；選擇公共連接點PCC諧波電壓95％概率大值、平均值或最大值的時間序列數據進行分析，設共得到m個數據，表示為U＝＜u₁，...，u_m＞；

步驟S3對獲取的諧波電壓時間序列數據和用戶平均有功功率時間序列數據進行z-score標準化處理，使用標準化方法得到標準化處理后的時間數據序列U’＝＜u₁’，…，u_m’＞、P₁’＝＜p₁₁’，…，p_1n’＞、P₂’＝＜p₂₁’，...，p_2n’＞、...P_N’＝＜p_N1’，...，p_Nn’＞。

4.根據權利要求3所述的基于動態規劃時間序列相似性算法的諧波溯源方法，其特征在于：步驟S4中基于動態規劃原理求解時間序列數據相似性的算法包括以下步驟：

步驟S41：取諧波電壓標準化時間序列數據U’＝＜u₁’，...，u_m’＞和某個平均有功功率標準化時間序列數據P_k’＝＜p_k1’，…，p_kn’＞，計算兩序列點之間的歐式距離，獲得一個兩序列歐式距離矩陣M，M[i，j]表示序列P_k’第i個點與序列U’第j個點之間的歐式距離；

步驟S42：定義M_c為累積距離矩陣，依據下式(1)給M_c矩陣第一行和第一列賦初值；

對于2≤i≤n中的每一個i，計算j從2到m的累積距離M_c[i，j]，M_c[i，j]的計算方法如下(2)式所示；

步驟S43：得到M_c[n，m]值，則最優路徑匹配下的DTW距離可通過下式(3)計算：

其中，DTW(P_k’，U’)即為DTW距離，其可表征在最優匹配條件下P_k’與U’的相似度匹配誤差。

5.根據權利要求4所述的基于動態規劃時間序列相似性算法的諧波溯源方法，其特征在于：共有N個用戶，用電平均有功功率序列數據分別為P₁’、P₂’、P₃’...P_N’，PCC點諧波電壓序列數據為U’，則計算得到DTW(P₁’，U’)、DTW(P₂’，U’)、DTW(P₃’，U’)...DTW(P_N’，U’)，選擇DTW最小的用戶為主要諧波來源。