[發明專利]一種基于自適應收縮嶺回歸的電能表計量誤差分析方法

有效

• 申請號: 202011032730.1
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112180316B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 范建華;曹乾磊;黃曉婭;王磊;梁浩;徐體潤;彭紹文;張長帥
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: G01R35/04
• 分類號: G01R35/04;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于自適應收縮嶺回歸的電能表計量誤差分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，多表位表箱監測單元LTU采集表箱內子表15分鐘粒度有功功率數據以及表箱進線處的15分鐘粒度有功功率數據，采集時間為24小時；表箱內子表15分鐘粒度有功功率數據即子表功率數據，表箱進線處的15分鐘粒度有功功率數據即總表功率數據；

步驟2，用表箱端總表功率數據減去所有子表功率數據的加和求出表箱功率偏差值曲線；計算表箱端功率偏差值的公式為：

其中l_j表示第j個數據采集點的功率偏差值，y_j表示第j個數據采集點的總表功率讀數，x_ji表示第j個數據采集點第i個子表的功率讀數，n表示此表箱內子表的個數；

步驟3，定義功率偏差值與表箱內所有子表功率的目標函數，根據嶺回歸模型計算出估計系數初始解；定義的目標函數如下：

寫成矩陣的形式即為：

其中λ表示嶺回歸懲罰系數，向量L∈R^m表示功率偏差值，m為數據采集點數，矩陣X∈R^n×m表示表箱內子表用電功率數據，表示電表計量誤差估計系數，上標(k)和(k+1)分別表示第k次迭代和第k+1次迭代，下標i表示第i個用戶，ρ_i^(k+1)表示第k+1次迭代第i個電表計量誤差系數的估計值，ρ_i^(k)表示第k次迭代第i個電表計量誤差系數的估計值，ρ^(k+1)表示第k+1次迭代電表計量誤差系數的估計值向量，即Φ^(k)表示第k次迭代的自適應收縮系數矩陣，即：

初次求解時退化為一般嶺回歸模型，即：

其中ρ⁽⁰⁾表示電表計量誤差系數的初始估計值向量；

此時可獲得估計系數初始解為：

其中E表示單位矩陣；

步驟4，通過自適應迭代過程對估計系數初始解進行收縮，得到估計系數最終解；自適應收縮初始解的過程為：

步驟S1：根據第k次迭代的解計算自適應收縮系數矩陣

步驟S2：計算新的解

步驟S3：增加迭代次數，令k＝k+1，重復步驟S1、步驟S2，若相鄰兩次計算所得解之間的2-范數即歐氏距離小于10^-3，輸出此時的最終解，記為ρ＝[ρ₁,ρ₂,…,ρ_n]^T；

其中ρ₁為第1個電表的估計系數最終解，ρ₂為第2個電表的估計系數最終解，以此類推，ρ_n為第n個電表的估計系數最終解；

步驟5，計算反映回歸擬合偏差曲線與功率偏差值曲線擬合程度的兩個評價指標——擬合均方誤差值和擬合余弦相似度；回歸擬合偏差曲線與功率偏差值曲線的擬合均方誤差計算公式為：

回歸擬合偏差曲線與功率偏差值曲線的擬合余弦相似度計算公式為：

其中為第j個數據采集點的擬合值；

步驟6，根據擬合均方誤差值、擬合余弦相似度與估計系數的值進行判斷，輸出超差用戶；超差用戶的判斷過程為：首先根據步驟5計算的擬合均方誤差和擬合余弦相似度值的大小評定計算結果的可信度，當μ＜0.05且η＞0.6時認為綜合擬合達標，根據估計系數最終解ρ＝[ρ₁,ρ₂,…,ρ_n]^T對應的每個子表來給出超差表清單，將系數的絕對值大于0.02的對應子表定位為超差表；否則認為數據可能存在異常，停止計算。