[發明專利]配電線路線變關系檢測方法

有效

• 申請號: 201810995902.1
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109308571B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 范荻;汪鴻;皇甫成;秦亮;陳建華;謝歡;李明月
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國網冀北電力有限公司;武漢大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06N3/08;G06Q50/06
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰;張冬花

1.一種配電線路線變關系檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1，采集配電線路的線路日輸入電量和與該配電線路相連的各個變壓器的變壓器日用電量，采集周期至少為1個月，將配電線路線變關系分為三類別：線路掛錯類、變比計錯類和正常線變類；

S2，對線路日輸入電量和與其掛接的各個變壓器日用電量進行數據預處理，并計算線路日線損電量；

S3，選取特征變量，構成初選特征集，所述初選特征集由12個特征構成，所述12個特征分別為：第一相關系數、第一離散系數比、第一電量差值比、第一輪廓系數比a1、第一輪廓系數比b1、第一輪廓系數比c1，第二相關系數、第二離散系數比、第二電量差值比、第二輪廓系數比a2、第二輪廓系數比b2和第二輪廓系數比c2；并用F₁～F₁₂依次表示這12個特征；

S4，利用mRMR算法選擇與類別具有最大相關性且相互之間具有最小冗余性的最優特征子集，具體步驟如下：

S41、初選特征集S(m×12)，由m個樣本構成，每個樣本具有12個初選特征F₁～F₁₂；各變壓器對應的線變關系類別C分為三類：線路掛錯、變比計錯和正常線變，其類別標簽分別用1、2、3表示；

S42、對初選特征集進行歸一化處理；

S43、設定最優特征子集的目標維數為d，從12個初選特征中選取d個特征構成最優特征子集；

根據下列表達式依次計算特征與類別之間、特征與特征之間的相關性度量：

其中，S為特征集合，|S|為該特征集合的特征個數；C為目標類別；I(F_i，C)為特征F_i和類別C之間的互信息值，I(F_i，F_j)為特征F_i和特征F_j之間的互信息值，D為特征與類別之間的相關性度量；R為特征與特征之間的相關性度量；

S44、將表達式(11)和(12)進行組合，得到mRMR特征選擇算法的計算準則，即最大相關最小冗余準則：

其中，D為特征與類別之間的相關性度量；R為特征與特征之間的相關性度量；Φ(D，R)表示相關與冗余的差值；該式表示依次選擇與類別高度相關而與已選特征較小冗余的備選特征構成最優特征子集；

S45、特征搜索方法：利用序貫前向選擇法尋找最優特征子集，首先根據式(11)確定第一個與類別最相關的特征并加入到特征子集S_p，其他特征計算后加入，具體為：確定一個由p個特征組成的特征子集S_p，其中pd，d為最優特征子集的特征個數，下一步需要從數據集{S-S_p}中選擇使得式(14)最大化的第p+1個特征為

其中，S為特征集合，S_p為由p個特征組成的特征子集，I為特征之間的互信息值，C為目標類別；

S46、記錄依次加入特征子集S_p的備選特征的先后順序，設定最優特征子集的目標維數為d，從初選特征集中依次搜索與類別最大相關且相互之間冗余度最小的d個初選特征構成最優特征子集，即選擇前d個特征構成最優特征子集，其中d≤12；

S5、將需要檢測線路的最優特征子集作為BP神經網絡的輸入特征向量，利用BP神經網絡輸出每個變壓器的線變關系類型，提取由BP神經網絡判定為線變關系有誤的變壓器清單，將其作為電網公司的線損治理項目組的重點排查對象；

步驟S3具體包括以下步驟：

S31、線路日輸入電量按采集順序組成配電線路日輸入電量序列，變壓器日用電量也按采集順序組成變壓器日用電量序列，每個變壓器都有一個變壓器日用電量序列，并且與線路日輸入電量的采集時間點相對應；

S32、計算第一相關系數：即線路日輸入電量序列與變壓器日用電量序列的皮爾遜相關系數；

S33、計算第一離散系數比：即變壓器用電量離散系數與線路輸入電量離散系數的比值，第一離散系數比＝變壓器用電量離散系數/線路輸入電量離散系數；

S34、計算第一電量差值比：日電量差值比＝(變壓器當日用電量-變壓器昨日用電量)/(線路當日輸入電量-線路昨日輸入電量)；對所有的日電量差值比取平均數，表示為第一電量差值比；

S35、計算第一輪廓系數比：根據變壓器用電量序列和線路輸入電量序列，做以采集日期為橫坐標、每日電量數據為縱坐標的電量曲線，即用電量曲線和輸入電量曲線；對這兩類電量曲線，確定電量曲線的起始點和末尾點，以及排除起始點和末尾點后的峰值點、谷值點，并將起始點和末尾點的斜率A、末尾點和峰值點的斜率B，以及峰值點和估值點的斜率C作為衡量電量曲線輪廓的特征變量，據此得到變壓器用電量曲線的輪廓系數A1、輪廓系數B1、輪廓系數C1，線路輸入電量曲線的輪廓系數A2、輪廓系數B2、輪廓系數C2；最后計算第一輪廓系數比a1＝A1/A2，b1＝B1/B2，c1＝C1/C2；

S36、每日線路線損電量按順序組成線路線損電量序列；

S37、計算第二相關系數：即線路日線損電量序列與變壓器日用電量序列的皮爾遜相關系數；

S38、計算第二離散系數比：即變壓器用電量離散系數與線路線損電量離散系數的比值；第二離散系數比＝變壓器用電量離散系數/線路線損電量離散系數；

S39、計算第二電量差值比：日電量差值比＝(變壓器當日用電量-變壓器昨日用電量)/(線路當日線損電量-線路昨日線損電量)；對所有的日電量差值比取平均數，表示為第二電量差值比；

S310、計算第二輪廓系數比：根據變壓器用電量序列和線路線損電量序列，做以采集日期為橫坐標、每日電量數據為縱坐標的電量曲線，即用電量曲線和線損電量曲線；對這兩類電量曲線，確定電量曲線的起始點和末尾點，以及排除起始點和末尾點后的峰值點、谷值點，并將起始點和末尾點的斜率A、末尾點和峰值點的斜率B、峰值點和估值點的斜率C作為衡量電量曲線輪廓的特征變量，據此得到變壓器用電量曲線的輪廓系數A1、輪廓系數B1、輪廓系數C1，線路線損電量曲線的輪廓系數A3、輪廓系數B3、輪廓系數C3；最后計算各第二輪廓系數比a2＝A1/A3，b2＝B1/B3，c2＝C1/C3；

S311、最后，共選取12個特征構成初選特征集，12個特征分別為：輸入電量和用電量之間的第一相關系數、第一離散系數比、第一電量差值比、第一輪廓系數比a1、第一輪廓系數比b1、第一輪廓系數比c1，以及線損電量和用電量之間的第二相關系數、第二離散系數比、第二電量差值比、第二輪廓系數比a2、第二輪廓系數比b2和第二輪廓系數比c2，并用F₁～F₁₂依次表示這12個特征。