[發(fā)明專利]一種基于優(yōu)化的監(jiān)督學(xué)習進行臺區(qū)用戶識別的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910095251.5
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109816033A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐明;何仲瀟;王劍;王梟;汪曉華
• 申請（專利權(quán)）人: 清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 陽佑虹

1.一種基于優(yōu)化的監(jiān)督學(xué)習進行臺區(qū)用戶識別的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，獲取臺區(qū)變壓器低壓側(cè)電壓數(shù)據(jù)及待識別的用戶電表電壓數(shù)據(jù)；

步驟S2，對獲取的電壓數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；

步驟S3，確定已知臺戶拓撲關(guān)系的用戶及用戶所屬臺區(qū)和相別，根據(jù)用戶所屬臺區(qū)和相別確定用戶數(shù)據(jù)的對應(yīng)標簽，建立訓(xùn)練集、驗證集和測試集，采用交叉驗證的方式對KNN模型中的k參數(shù)進行確定，并完成模型的訓(xùn)練；

步驟S4，采用已訓(xùn)練好的訓(xùn)練模型和確定的k值對待識別用戶的電壓數(shù)據(jù)進行識別分類，進而實現(xiàn)對待識別用戶電壓數(shù)據(jù)中臺區(qū)用戶的識別，并輸出識別結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的基于監(jiān)督學(xué)習的臺區(qū)用戶識別及判別方法，其特征在于，步驟S1中l(wèi)臺臺區(qū)變壓器低壓側(cè)電壓數(shù)據(jù)為其中：表示第n個時刻第f臺變壓器A相的低壓側(cè)電壓；表示第n個時刻第f臺變壓器B相的低壓側(cè)電壓；表示第n個時刻第f臺變壓器A相的低壓側(cè)電壓；而待識別的m臺用戶電表電壓數(shù)據(jù)其中，表示第n個時刻第f臺待識別用戶電表電壓。

3.如權(quán)利要求1所述的基于監(jiān)督學(xué)習的臺區(qū)用戶識別及判別方法，其特征在于，所述步驟S2中當待處理數(shù)據(jù)的維度較大時對數(shù)據(jù)進行降維處理，把多維的數(shù)據(jù)化為少數(shù)主成分進行分析，以提高算法的計算效率；或當數(shù)據(jù)維度較小時不降維直接處理。

4.如權(quán)利要求1所述的基于監(jiān)督學(xué)習的臺區(qū)用戶識別及判別方法，其特征在于，所述步驟S3中采用交叉驗證的方式對KNN模型中的k參數(shù)進行確定，并完成模型的訓(xùn)練具體包括以下步驟：

步驟S3.1，選取一部分已知臺戶關(guān)系的用戶電壓數(shù)據(jù)和對應(yīng)標簽、及變壓器的電壓數(shù)據(jù)和對應(yīng)標簽作為訓(xùn)練集；一部分已知臺戶關(guān)系的用戶電壓數(shù)據(jù)和對應(yīng)標簽作為驗證集；剩余的已知臺戶關(guān)系的用戶電壓數(shù)據(jù)和對應(yīng)標簽作為測試集；

步驟S3.2，在訓(xùn)練集中數(shù)據(jù)和標簽已知的情況下，確定距離度量方式，輸入驗證集的數(shù)據(jù)，遍歷所有可能出現(xiàn)的k值，利用優(yōu)化后的KNN模型對驗證集中的用戶電壓數(shù)據(jù)進行分類，評估輸入不同的k值時，對驗證集用戶分類結(jié)果的準確度，并選取準確度最高時的k值作為輸入?yún)?shù)；

步驟S3.3，對前一步驟中確定的k值進行判斷，判斷其是否滿足預(yù)定的目標條件，當滿足預(yù)定目標條件時繼續(xù)下一步驟，當不滿足預(yù)定目標條件時返回步驟S3.2、并進一步地利用訓(xùn)練模型對測試集數(shù)據(jù)進行分類，從而進一步確認k值的合理性。

5.如權(quán)利要求4所述的基于監(jiān)督學(xué)習的臺區(qū)用戶識別及判別方法，其特征在于，所述步驟S3.1中訓(xùn)練集、驗證集和測試集的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的比例分別為80％、10％和10％。

6.如權(quán)利要求4或5所述的基于監(jiān)督學(xué)習的臺區(qū)用戶識別及判別方法，其特征在于，所述利用優(yōu)化后的KNN模型對驗證集中的用戶電壓數(shù)據(jù)進行分類具體為：

S3.2.1，計算驗證數(shù)據(jù)與各個訓(xùn)練數(shù)據(jù)之間的距離，并確定距離度量方式；

S3.2.2，按照距離值的遞增關(guān)系對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行排序；

S3.2.3，選取訓(xùn)練數(shù)據(jù)中距離值最小的前k個點；

S3.2.4，統(tǒng)計并確定前k個點所屬類別的出現(xiàn)頻率；

S3.2.5，返回前k個點中出現(xiàn)頻率最高的分類類別作為此次驗證數(shù)據(jù)的預(yù)測分類。

7.如權(quán)利要求6所述的基于監(jiān)督學(xué)習的臺區(qū)用戶識別及判別方法，其特征在于，所述距離度量方式采用相關(guān)系數(shù)、余弦相似度、歐式距離中的一種。

8.如權(quán)利要求7所述的基于監(jiān)督學(xué)習的臺區(qū)用戶識別及判別方法，其特征在于，所述距離度量方式的定義如下：

所述距離L_pq采用余弦相似度來定義時，

式中，z_p′為行向量z_p的轉(zhuǎn)置。z_q′為行向量z_q的轉(zhuǎn)置。