[發明專利]一種居民用電安全分析中應用廣義極致學生檢驗算法發現異常數據的方法

在審

• 申請號: 202010735877.0
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111859302A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 周浩;胡炳謙;顧一峰;韓俊
• 申請（專利權）人: 上海積成能源科技有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

居民用電安全分析旨在通過對大量的居民用電負荷數據，通過智能電表等終端設備采集，進而進行異常值監測，聚類分析，時間序列等方法得出不同居民的用電習慣，發現用電異常情況。但是由于居民用電的差異化和分散化，如何運用算法準確的找到居民用電中的異常值，確定異常情況的數量顯得異常重要。本發明公開了一種居民用電安全分析中對居民用電負荷數據應用廣義ESD算法發現異常數據的方法，以達到報告居民用電中異常行為，預警社區中異常用電情況的目的。

技術領域

本發明涉及電力安全分析技術領域，具體涉及一種居民用電安全分析中應用廣義極致學生檢驗算法發現異常數據的方法。

背景技術

近年來，社區用電安全問題進一步的突顯。社區中群租，居民用電工業化應用的情況層出不窮，而通過對居民用電畫像，習慣分析的居民用電安全分析可以為城市管理者在異常發生的第一時間發現此類違規的情況。居民用電安全分析旨在通過對大量的居民用電負荷數據，通過智能電表等終端設備采集，進而進行異常值監測，聚類分析，時間序列等方法得出不同居民的用電習慣，發現用電異常情況。但是由于居民用電的差異化和分散化，如何運用算法準確的找到居民用電中的異常值，確定異常情況的數量顯得異常重要。本發明公開了一種居民用電安全分析中對居民用電負荷數據應用廣義ESD (極致學生檢驗) 算法發現異常數據的方法，以達到報告居民用電中異常行為，預警社區中異常用電情況的目的。

發明內容

本發明提出了一種基于廣義極致學生檢驗算法(以下簡稱廣義ESD算法)對居民用電負荷數據的異常數據篩選的方法, 其特點在于應用廣義ESD算法發現異常數據并且報告的功能。 廣義ESD檢驗算法通常用于檢測遵循近似正態分布的單變量數據集中的一個或多個離群值。廣義ESD檢驗算法改善了Grubbs檢驗和Tietjen-Moore檢驗的必須準確指定可疑離群數k的限制。廣義ESD檢驗算法僅要求指定可疑離群數的上限，即設定好相應的范圍閾值，以及指定離群的范圍，可以在給定上限r的情況下，實質上執行r項單獨的測試：針對一個異常值的測試，針對兩個異常值的測試，依此類推，直至r個異常值，以確定一組數據中存在的異常值的情況并篩選出相應的異常值。廣義ESD檢驗算法相對于其他算法，沒有一個確定的異常值數量，只確定了一個數理統計中達標的閾值，可以最大限度的找到可能存在的異常數據，提高對異常數據的檢出率和準確性。

實際收集到的居民用電負荷數據經過廣義ESD檢驗算法的計算分析，可以尋找到用電異常值并且通過時間戳找到異常發生的時間，通過鎖定用電居民及異常用電行為進而可以實現對社區用電安全的高效管理。

附圖說明

圖1為本發明實施例中居民用電異常數據識別處理流程示意圖。

具體實施方式

為使得本發明的內容、目的、特征及優點能夠更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護說明書的范圍。如圖1所示，在本發明實施例中可分為如下步驟：

步驟一、數據預處理：對采集到的原始歷史電力負荷歷史數據按時間序列排列，確定數據集起止時間，標記數據時間戳及用電居民序號。

步驟二、廣義ESD算法剔除異常值：將經過步驟1預處理的歷史電力負荷數據標注時間戳后輸入廣義ESD算法模型。

對于一個給定的上限范圍r，廣義ESD算法模型執行r次獨立測試，分別測試模型中有1個異常值，2個異常值，直到r個異常值。對于每組測試提出兩種假設：

H0: 數據組中沒有異常值

Ha: 數據組中有最多r個異常值

通過計算R值：