[發(fā)明專利]一種基于區(qū)域內(nèi)距離的自適應聚類方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011517002.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112699922A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏亞威;張璐路;趙瑞;劉輝;沙立成;呂穎;侯金秀;張印寶;孫鶴林;李英昊;雷一鳴;田曉雷;付磊;周志宇;陳茜;王海云;袁清芳;張雨璇;高強;戴紅陽;賈育培;王兵;解梅;于之虹;魯廣明;史東宇;嚴劍峰;李亞樓;田芳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網(wǎng)北京市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本申請公開了一種基于區(qū)域內(nèi)距離的自適應聚類方法及系統(tǒng)。其中，該方法包括：獲得定義初始聚類全部數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)；定義初始聚類區(qū)域的初始聚類區(qū)域中心，其中所述區(qū)域中心代表每一個區(qū)域內(nèi)全部數(shù)據(jù)元素距離的平均值的點；根據(jù)初始聚類的數(shù)據(jù)元素以及初始聚類區(qū)域中心點，確定每一個初始聚類區(qū)域內(nèi)的初始聚類區(qū)域內(nèi)距離值；將所述初始聚類區(qū)域內(nèi)距離值與預設(shè)閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，將初始聚類區(qū)域進行合并或拆分，確定當前區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)元素和當前區(qū)域中心；將所述當前區(qū)域進行更新，經(jīng)過一次或者多次迭代后，輸出更新后的聚類區(qū)域的數(shù)據(jù)元素。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電力系統(tǒng)在線分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于區(qū)域內(nèi)距離的自適應聚類方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

聚類模型和方法能夠處理數(shù)據(jù)元素的集合以生成定義數(shù)據(jù)元素中的每一個數(shù)據(jù)元素向一個或更多數(shù)據(jù)元素的分配組合。

根據(jù)我國在2020年提出的二氧化碳排放2030年達峰，2060年實現(xiàn)碳中和的國家能源政策，未來以光伏、風電、水電等為主導的綠色能源將得到進一步發(fā)展。為實現(xiàn)新能源的全額、足額消納，大范圍大規(guī)模的跨區(qū)域特高壓直流輸電與消納將成為電網(wǎng)新模式。新模式下，電網(wǎng)送受端耦合程度加深，新能源的局部隨機擾動、局部小范圍故障都將可能對全局電網(wǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定影響。同時，新能源消納對傳統(tǒng)發(fā)電機組出力擠占趨勢進一步擴大，使得以新能源電力電子器件主導的特征凸顯，對電網(wǎng)調(diào)壓調(diào)頻特性產(chǎn)生根本性影響。因此，電力系統(tǒng)在線分析需要提高輸入數(shù)據(jù)數(shù)量和擴大數(shù)據(jù)覆蓋范圍，以達到能準確評估電網(wǎng)在線狀態(tài)的目標。實際電網(wǎng)調(diào)度控制運行中，輸入數(shù)據(jù)量提高直接導致電網(wǎng)模型維數(shù)快速增加，后續(xù)計算及分析過于復雜，難以滿足要求，需要采用聚類方法對數(shù)據(jù)歸并組合，進行降維。

常見的聚類方法有基于原始數(shù)據(jù)中自帶的電氣區(qū)域標簽分群，基于最近鄰分類方法、基于k均值聚類算法、層次聚類方法以及基于支持向量機算法等方法；其中，基于原始數(shù)據(jù)的電氣區(qū)域標簽方法最簡單易行，但對原始輸入數(shù)據(jù)的可靠性和準確性要求極高。對于跨區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)，由于各地區(qū)執(zhí)行的標注要求不同，數(shù)據(jù)標簽不統(tǒng)一，需要先進行人工調(diào)整，大規(guī)模大區(qū)域數(shù)據(jù)場景下不具備可操作性。基于最近鄰分類方法、基于k均值聚類算法以及基于支持向量機算法等方法，需要預先指定分群(或分區(qū))數(shù)量，同時分區(qū)算法均為開環(huán)算法，無法自主調(diào)整實現(xiàn)最優(yōu)分群。

針對上述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的電力系統(tǒng)大規(guī)模在線數(shù)據(jù)自適應聚類分群分析技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)在線分析的數(shù)據(jù)自適應聚類方法。本發(fā)明的上述目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

根據(jù)本公開實施例的一個方面，提供了一種基于區(qū)域內(nèi)距離的自適應聚類方法，包括：獲得定義初始聚類全部數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)，其中初始聚類全部數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)中的每一個數(shù)據(jù)元素指向其所對應區(qū)域的組合，并且每個區(qū)域代表一個或者更多個數(shù)據(jù)元素的集合，初始區(qū)域為系統(tǒng)隨機生成，不需要預輸入?yún)^(qū)域數(shù)量；定義初始聚類區(qū)域的初始聚類區(qū)域中心，其中區(qū)域中心代表每一個區(qū)域內(nèi)全部數(shù)據(jù)元素距離的平均值的點；根據(jù)初始聚類的數(shù)據(jù)元素以及初始聚類區(qū)域中心點，確定每一個初始聚類區(qū)域內(nèi)的初始聚類區(qū)域內(nèi)距離值；將初始聚類區(qū)域內(nèi)距離值與預設(shè)閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，將初始聚類區(qū)域進行合并或拆分，確定當前區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)元素和當前區(qū)域中心；將當前區(qū)域進行更新，經(jīng)過一次或者多次迭代后，輸出更新后的聚類區(qū)域的數(shù)據(jù)元素。