[發明專利]基于改進TOPSIS和聚類分析的智能電表運行狀態評價方法

有效

• 申請號: 202010867862.X
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111949939B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 許丹;李游
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F17/18;G06K9/62
• 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;韓燕

本發明提供一種基于改進TOPSIS和聚類分析的智能電表運行狀態評價方法，其包括以下步驟：S1、構建并量化智能電表運行狀態影響量；S2、利用改進的TOPSIS方法計算狀態影響量的TOPSIS得分；S3、計算各狀態影響量的離差最大化權重值；S4、計算智能電表運行狀態得分；S5、得到智能電表的運行狀態聚類類別；S6、確定電表的運行狀態得分劃分閾值，得到智能電表運行狀態的等級劃分結果。本發明集合改進TOPSIS方法、離差最大化方法和聚類分析方法，對智能電表運行狀態進行評價，構建了全面反映智能電表運行狀態的狀態影響量，改進了TOPSIS方法計算表達式，結合離差最大化賦權方法和聚類方法確定了電表的運行狀態，提供了的一種基于信息融合技術的智能電表運行狀態評價方法。

技術領域

本發明屬于故障預測領域，具體涉及一種基于改進TOPSIS和聚類分析的智能電表運行狀態評價方法。

背景技術

電力是國家發展的基石，實現電網智能化對于保障我國經濟社會發展，提高人民生活水平意義重大?，F代智能電表是集計量數據自動處理、傳輸、管理和使用，電表自動化管理和雙向通信的智能化電力計量設備，是實現電網智能化不可或缺的計量設備。

智能電表在運行過程中由于內外應力的交替作用將會產生性能上的退化，從而使得其運行狀態劣化而不能滿足工作要求。對運行中的電能表進行運行狀態評價，其目的是及時發現已經不適合繼續運行的電能表，其任務是為了明確在運行中的智能電表的健康狀態并預測健康狀態的發展趨勢，防止大規模電表故障帶來的社會經濟損失。電力公司通常用新智能電表替換已達到一定運行時間的舊智能電表,這種替換方法將導致替換一些仍可以正常工作的智能電表，從而造成大量浪費，因此需要采用一種更加準確的方法來對智能電表進行狀態評價。

目前對于智能電表的狀態評估的主流方法是數據驅動方法，即利用多源信息融合技術及人工智能等相關算法來整合智能電表運行過程中產生的以及與智能電表運行狀態相關的各類數據，從而實現對智能電表的運行狀態評價的精細化和智能化。目前，隨著信息采集技術、機器學習和信息融合技術的發展，目前已有較為充足的數據和技術來構建智能電表運行狀態模型。

對于現代智能電表，其結構復雜，工作環境多種多樣，難以僅僅采用單一的數據對其進行狀態評價。而且電能表數量龐大，采取抽樣檢查的方式十分費時費力。因此需要一種能夠融合多種智能電表數據信息的方法來對智能電表進行自動化的評估。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于信息融合技術的智能電表運行狀態評價方法。本發明集合改進TOPSIS方法、離差最大化方法和聚類分析方法，對智能電表運行狀態進行評價，構建了全面反映智能電表運行狀態的狀態影響量，改進了TOPSIS方法計算表達式，結合離差最大化賦權方法和聚類方法確定了電表的運行狀態。

本發明的一種基于改進TOPSIS和聚類分析的智能電表運行狀態評價方法，其包括如下步驟：

S1、構建并量化智能電表運行狀態影響量；

根據狀態影響量構建原則，構建并量化智能電表運行狀態影響量，所述狀態影響量包括誤差最值，誤差一致性，誤差變差和批次故障率；；

S2、利用改進的TOPSIS方法計算所述狀態影響量的TOPSIS得分，步驟如下；

S21、構造決策矩陣X＝(x_ij)_m×n；

其中，m為評價對象的個數，n為每個評價對象的狀態影響量的個數，x_ij表示第i個被評價對象在第j個狀態影響量下的值，i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；

S22、對決策矩陣X按狀態影響量的性質進行無量綱化處理；

對于效益型狀態影響量的決策矩陣X，無量綱化處理后為：