[發明專利]一種基于層次分析法和孤立森林的竊電辨識方法

有效

• 申請號: 201910402572.5
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110210723B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 李堅;黃琦;胡曉峰;胡維昊;蔡東升;張真源;易建波;周建華;鄧志斌;暢浩天
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于層次分析法和孤立森林的竊電辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、構建竊電判別指標集

構建包括電壓不平衡率、電流不平衡率、負荷不平衡率、電量同比、功率因數不平衡率和電量環比的竊電判別指標集；

(2)、利用層次分析法構建用戶竊電辨識數據集

(2.1)、構建判別矩陣

基于竊電指標集對于竊電分析的重要性進行排序：電流不平衡率電壓不平衡率負荷不平衡率＝功率因數不平衡率電量同比＝電量環比；

然后對于竊電分析的重要性進行兩兩對比，并利用9位標度法建立判別矩陣；

(2.2)、計算權向量及一致性檢驗

先計算判別矩陣的最大特征值λ_max和對應的特征向量α，再計算竊電指標的一致性CI；

其中，n為竊電指標個數；

計算判別矩陣的一致性比例：

其中，RI表示平均隨機一致性指標；

設置判別閾值CR^*；

當CR＜CR^*時，則判別矩陣滿足一致性要求，那么，特征向量α歸一化后即為指標的權向量；

(2.3)、構建用戶竊電辨識數據集

將步驟(1)構建的用戶竊電判別指標集與步驟(2.2)計算的權向量相乘，得到用戶竊電辨識數據集；

具體計算公式為：

d'_i,j＝d_i,j*w_j

其中，d'_i,j表示用戶竊電辨識數據集D'中的元素，D'的大小為m×n，i＝1,2…,m，m為用戶總數，j＝1,2,…,n，n為指標個數；d_i,j表示用戶竊電判別指標集D中的元素，D的大小為m×n；w_j表示指標的權向量W中的元素，W的大小為1×n；

(3)、利用孤立森林進行竊電辨識

(3.1)、利用孤立森林計算用戶分割路徑長度

設置孤立森林的最大深度h＝ceiling(log₂m)，m為用戶總數；

隨機選擇用戶竊電辨識數據集特征并利用孤立森林對進行分割，然后計算每個用戶被分割出來的路徑長度；

(3.2)、快速孤立疑似竊電用戶

設置路徑長度閾值h^*；

計算每個用戶在孤立森林中的平均路徑長度h(i)，i＝1,2,…,m，將h(i)＜h^*的用戶孤立為疑似竊電用戶；

(3.3)、計算疑似竊電用戶的異常指數

計算所有疑似竊電用戶i的異常指數，

其中，E(h(i))表示疑似竊電用戶i在孤立森林中的平均路徑長度，c(m)為m個用戶在孤立森林中的平均路徑長度；

(3.4)、辨識竊電行為

設置異常指數閾值s^*；

對所有異常指數進行升序排序，當疑似竊電用戶i的異常指數s＞s^*時，表明該用戶存在竊電行為，且s越接近1，該用戶竊電的可能性越高；當疑似竊電用戶i的異常指數s≤s^*時，表明該用戶正常用電。

2.根據權利要求1所述的一種基于層次分析法和孤立森林的竊電辨識方法，其特征在于，所述c(m)的計算公式為：

其中，H()為調和函數。

3.根據權利要求1所述的一種基于層次分析法和孤立森林的竊電辨識方法，其特征在于，所述的判別矩陣為正互反矩陣，且滿足條件如下：

其中，a為判別矩陣中的元素，i＝1,2…,m，m為用戶總數，j＝1,2,…,n，n為指標個數。