[發明專利]融合已知相別和地址信息的低壓用戶計量表箱識別方法

有效

• 申請號: 202011186193.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112000917B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 章堅民;羅鈞騰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06K9/62
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.融合已知相別和地址信息的低壓用戶計量表箱識別方法，其特征在于：該方法具體包括以下步驟：

步驟一、準備已知數據；

s1.1、采集用戶電壓數據：

設定配電變壓器低壓三相四線出線為M條，臺區共有M_D個分線箱作為線路的主要分叉節點；通過智能電表采集配置后確定臺區內單相用戶與三相用戶的數量分別為n₁和n₂，則等效單相計量用戶是數量n為：

n＝n₁+3n₂ (1)

收集T次電壓歷史數據U∈R^n*T：

其中，u_n,t為第n個等效用戶第t次的電壓數據；在已知相別的情況下，將T次的電壓歷史數據按照相別區分為其中n_A、n_B、n_C為按相區分的等效單相用戶數量；

s1.2、采集用戶地址信息；

步驟二、分線箱聚類數評估；

分別針對分相后的電壓數據U_A、U_B、U_C進行聚類，得到的分線箱聚類數為M_d，d∈A、B、C，為了使聚類簇之間的邊界清晰以充分利用數據特征，要求M_d滿足：

k≥M_d≥M_D (3)

其中，k表示d相下屬的等效單相計量箱個數，由用戶地址信息中的單元號確定；分線箱聚類數M_d的值經過評估后確定，評估方法為：

s2.1、利用公式(3)確定M_d的上下限，M_d∈[M_D，k]且M_d為整數；

s2.2、對M_d的每一個取值計算其對應聚類結果的輪廓系數s(j)：

s(j)＝(b(j)-a(j))/max{a(j),b(j)} (4)

其中a(j)和b(j)分別表示凝聚度和分離度，計算公式為：

其中y是指離樣本j最近的中心點c_y，C_y是指最接近中心點c_y的所有樣本的集合，k_y是最接近中心點c_y的簇內所有的樣本的數量；而z是指除y以外的中心點，k_z則是除y以外的中心點簇內的樣本數量，d_i,j表示歐氏距離；

s2.3、求s(j)的平均值：

s2.4、比較計算得到的每個整數M_d值的SC值，選取令SC值最接近1的M_d值作為分線箱聚類數；

步驟三、初步聚類；

將步驟二中評估得到的分線箱聚類數M_d作為聚類數，對分相后的電壓數據U_A、U_B、U_C進行初步聚類，得到各相電壓數據在分線箱層面的分類結果，其分類數量為各相的M_d值；

步驟四、獲取表箱聚類數并構建約束；

s4.1、依據用戶地址信息中的單元號確定步驟三中第l簇下屬的等效單相計量箱個數，即表箱聚類數，設為M_l；

s4.2、依據用戶地址信息中的上下鄰里關系構建聚類過程中的約束關系，確保處于同一約束內的用戶在聚類過程中始終處于同一簇內；

步驟五、表箱聚類；

利用約束的k-medoids聚類算法，結合步驟四得到的表箱聚類數M_l和構建的約束關系對步驟三得到的每一個簇再次進行聚類；

約束的k-medoids聚類算法的迭代過程為：

s5.1、在樣本空間中選擇M_l個初值作為中心點；

s5.2、將每一個約束中的所有樣本作為子集，沒有參與約束的每個樣本點都單獨作為一個子集；

s5.3、通過公式(8)計算每個樣本行向量U_e到每個中心點c_f的距離d_ef，并將距離d_ef按子集為單位各自取平均，再將每個子集都分配給最近的一個中心點；

其中，t表示時間片段，t∈[1,T]，T為用戶電壓數據的測量總次數；c_f,t是聚類中心點序列的第t個元素；u_e,t是樣本行向量U_e的第t個元素；

s5.4、在每個聚類簇中依次檢查將除中心點以外的樣本作為新的中心點是否可以讓簇內距離的總和減少，如果可以，則該樣本作為新的中心點；

s5.5、若中心點發生變化，重復步驟5.3與步驟5.4；若中心點不變，則輸出聚類結果；

步驟六、分類與標識；

相同電壓的總節點數量為：

K即為電壓波形的最終分類個數；完成分類后利用收集到的用戶地址信息，為最終分類簇標記地址信息，即完成表箱的分類。