[發(fā)明專利]基于地域特征的電能表改進(jìn)型K-means分類方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910588866.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN110866074B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳月;殷聰;吳國瑞;趙斌;李宏偉;張秋月;楊揚(yáng);崔佳嵩;張迪;王玨;焦陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江省電工儀器儀表工程技術(shù)研究中心有限公司
• 主分類號(hào): G06F16/29
• 分類號(hào): G06F16/29;G06F16/2458;G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 哈爾濱市晨晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23219
• 代理人: 宮曉平

本發(fā)明涉及基于地域特征的電能表改進(jìn)型K?means分類方法。本發(fā)明能夠根據(jù)地區(qū)環(huán)境特征將智能電能表準(zhǔn)確分類。首先，根據(jù)智能電能表運(yùn)行的環(huán)境數(shù)據(jù)，提出地區(qū)特征的提取原則，提取出能夠?qū)⒅悄茈娔鼙矸诸惖奶卣鲾?shù)據(jù)。然后，對(duì)傳統(tǒng)K?means算法在初值選取、聚類中心的移動(dòng)規(guī)則上進(jìn)行改進(jìn)，利用提取的環(huán)境特征數(shù)據(jù)，將電能表分類，提高了分類的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，特別涉及批量智能電能表的歸類方法。

背景技術(shù)

智能電能表運(yùn)行可靠性、計(jì)量準(zhǔn)確是電力企業(yè)、用戶及行業(yè)專家所關(guān)注的問題。現(xiàn)有的智能電能表可靠性評(píng)價(jià)是基于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，很難發(fā)現(xiàn)在典型環(huán)境下潛在的質(zhì)量缺陷。在實(shí)際運(yùn)行過程中，環(huán)境條件對(duì)其可靠性的影響是至關(guān)重要的因素。特別是我國幅員遼闊，地理情況和氣候條件復(fù)雜，誘發(fā)故障的因素較多，用定性或定量的單一方法進(jìn)行研究、控制和管理是不科學(xué)的。

為了深入研究復(fù)雜環(huán)境下智能電能表的運(yùn)行情況，國網(wǎng)計(jì)量中心已在黑龍江漠河、新疆恰特卡勒、西藏羊八井、福建湄洲島四個(gè)地區(qū)，分別開展高嚴(yán)寒、高干熱、高海拔、高濕熱高鹽霧環(huán)境條件下的智能電能表可靠性的驗(yàn)證工作，為智能電能表在不同地區(qū)的差異化配置提供技術(shù)指導(dǎo)。四省典型環(huán)境下的智能電能表工況數(shù)據(jù)全部上傳至主站，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，要研究典型環(huán)境對(duì)電能表運(yùn)行可靠性的影響，首先需要根據(jù)這些數(shù)據(jù)將智能電能表按地域特征區(qū)分開來。數(shù)據(jù)庫中包含所有智能電能表不同時(shí)刻上傳的數(shù)據(jù)。通過提取四個(gè)地區(qū)歷史天氣情況，環(huán)境特點(diǎn)如下：

黑龍江漠河縣年平均氣溫在-5.5℃。11月、4月氣溫在零下20~30度左右。12月、1月、2月在零下25~40度左右；恰特卡勒鄉(xiāng)位于吐魯番市東南17公里處，吐魯番屬獨(dú)特的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候。全年平均氣溫為14℃，一年中，以一月份最冷，7月份最熱；羊八井，即羊八井鎮(zhèn)，位于西藏拉薩市西北91.8公里的當(dāng)雄縣境內(nèi)。海拔4300米，南北兩側(cè)的山峰均在海拔5500~6000米以上，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?.5℃，大氣壓力年平均為0.06兆帕；湄洲島坐落于莆田市南部，是一座南北縱向狹長的小島，距離市區(qū)約42公里。年均氣溫?cái)z氏21度，年均降雨量1000mm左右，6、7月份多雨。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)四省的環(huán)境特點(diǎn)，本發(fā)明提供一種基于地域特征的應(yīng)用改進(jìn)K-means算法的智能電能表的歸類方法，該方法包括：

步驟一：獲取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，將整個(gè)大數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)按照智能電能表編號(hào)拆分成單只智能電能表的小數(shù)據(jù)集Ⅰ，執(zhí)行步驟二；

步驟二：分析地域特征，確定每個(gè)智能電能表特征數(shù)據(jù)的維度。本專利涉及的四個(gè)地區(qū)的環(huán)境分別代表了高嚴(yán)寒、高干熱、高濕熱、高鹽霧和高海拔的四種典型環(huán)境。環(huán)境特點(diǎn)區(qū)別較大，典型地域特征重疊性小。因此，選取三類特征數(shù)據(jù)即每個(gè)智能電能表的特征數(shù)據(jù)維度為3。執(zhí)行步驟三

步驟三：差異最大化原則選取特征數(shù)據(jù)：對(duì)每一類特征數(shù)據(jù)提取一年中差異較大時(shí)段的數(shù)據(jù)。例如2月3日4點(diǎn)溫度（溫度較低的時(shí)間），8月1日14點(diǎn)溫度（溫度較高的時(shí)間），2月3日0點(diǎn)氣壓（氣壓較低的時(shí)間）。執(zhí)行步驟四；

步驟四：將步驟三中提取的三個(gè)參數(shù)組成三維數(shù)組X_i(a_i,b_i,c_i)中i為智能電能表編號(hào)，a_i為4時(shí)溫度數(shù)值，b_i為14時(shí)溫度數(shù)值，c_i為4時(shí)氣壓數(shù)值，執(zhí)行步驟五；