CN110991527A - 一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，包括以下步骤：A、配变相关数据的获取，所述配变相关数据包括：10kV线路与配变的对应关系、配变名称、配变地址码、配变出口电压数据；B、对步骤A获取的配变出口电压数据进行降维处理；C、根据步骤B降维处理的配变出口电压数据，计算电压曲线的平均波动率；D、根据步骤B预处理的配变出口电压数据，计算同一条10kV线路下的台区电压曲线相似度；E、根据步骤C和D计算结果，对电压曲线相似度阈值进行分级。通过该方法可以对电压曲线相似度阈值进行分级，进而提高相似度判断的准确性。

Description

一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法

技术领域

本发明涉及配电变压器运行技术领域，具体是一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法。

背景技术

配网运行数据不仅可直接反映配网的运行状况，也可间接反映配网线变关系，可通过计算台区电压曲线相似度的方式判断线变关系的正确性。

公开号为109492659A的中国专利(一种计算曲线相似度的方法)通过计算两条曲线的路劲量化集合中相似的位置坐标个数，两条曲线的相似度为坐标个数与单条曲线位置坐标总数之和。公开号为CN105373521B的中国专利(一种基于Minwise Hash动态多阈值过滤计算文本相似度的方法)，提出了一种基于Minwise Hash动态多阈值过滤计算文本相似度的方法，该方法将比对过程分为多个比对点，并设置个比对点的动态阈值。公开号CN108875493A的中国专利(人脸识别中相似度阈值的确定方法以及确定装置)，提出了一种人脸识别中相似度阈值的确定方法以及确定装置，通过获取用于人脸识别的N张底库图像，分别针对与N张底库图像之一属于同一人的待识别图像，依次计算与N张底库图像之间的相似度，将所计算的最大值和次大值分别确定为第一相似度和第二相似度。

上述专利虽然涉及了曲线相似度计算、文本及图像识别中的相似度阈值确定方法，但均未涉考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法。

发明内容

本发明提供一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，通过该方法可以对电压曲线相似度阈值进行分级，进而提高相似度判断的准确性。

本发明采用的技术方案为：

一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，包括以下步骤：

A、获取配变相关数据，所述配变相关数据包括：10kV线路与配变的对应关系、配变名称、配变地址码、配变出口96点电压数据；

B、对步骤A获取的配变出口电压数据进行降维处理；

C、根据步骤B降维处理的配变出口电压数据，计算电压曲线的平均波动率；

D、根据步骤B降维处理的配变出口电压数据，计算同一条10kV线路下的台区的电压曲线相似度；

E、根据步骤C和步骤D计算所得电压曲线的平均波动率和相似度，对相似度阈值进行分级。

进一步的，步骤B中对步骤A获取的配变出口电压数据进行降维处理，具体为：

用电信息采集系统记录台区一天的三相电压值，每隔一定时间记录一个点，全天共N个点的数据，A相电压值为U_a1，U_a2……U_aN，B相电压值为U_b1，U_b2……U_bN，C相电压值为U_c1，U_c2……U_cN，采用如下公式进行降维处理，将配变出口三相电压降维为单相电压：

其中U_ai、U_bi、U_ci分别为第i点A、B、C三相的电压，i＝1…N，U_i为降维后第i点配变出口电压，通过迭代法可以求得U_i。

进一步的，步骤C中计算电压曲线的平均波动率的方法，具体为：

用电信息采集系统每15分钟记录一次配变出口电压，全天共记录96个点U＝{U₁,U₂,…,U₉₆}，定义电压曲线平均波动率如下：

台区出口电压曲线平均波动率：

其中U_max为台区出口电压最大值，U_min为台区出口电压最小值，U_i为台区出口第i点的电压值，其中1≤i≤95，若一条10kV线路有k个台区，则对每个台区均有一个U_AFk。

进一步的，步骤D中计算同一条10kV线路下的台区的电压曲线相似度的方法，具体为：

假设某条10kV线路有k个台区，每个台区1台配变，分别为T1，T2……Tk，选择其中一个台区作为基准台区，如选择T1作为基准台区，计算其他台区与T1的电压曲线的相关系数，通过相关系数的大小来表征相似度的大小，通过步骤B降维后的配变T1的出口电压为U_T11，U_T12……U_T1N，配变T2的三相电压平均值为U_T21，U_T22……U_T2N，配变T1和T2三相电压平均值之间的相关系数计算方法如下：

其中N为台区一天内间隔一定时间内记录的三相电压值的数据点的个数，α＝U_T1i，β＝U_T2i，i＝1…N，同理，采用该方法计算线路上其他台区与台区T1的电压曲线的相似度P_T1-T3，P_T1-T4，……P_T1-Tk。

进一步的，步骤E中所述的相似度阈值分级方法，具体为：

假设收集了某个区域内的所有台区电压曲线，按照步骤B～D的步骤进行了预处理和计算，每个台区均会有对应的电压平均波动率和相似度，对于台区j，其电压平均波动率为U_AFj，相似度为P_j，根据电压平均波动率大小，将该区域内的所有台区划分为几个子集合：

1)对于电压平均波动率小于等于U_AF-1的台区，均划入子集合S₁；

2)对于电压平均波动率大于U_AF-1且小于等于U_AF-2的台区，均划入子集合S₂；

3)对于电压平均波动率大于U_AF-2且小于等于U_AF-3的台区，均划入子集合S₃；

4)对于电压平均波动率大于U_AF-3的台区，均划入子集合S₄；

其中所有子集合中均不包含基准台区，计算子集合中所有台区的相似度的平均值，作为分级阈值，对于子集合S₁＝{T₁,T₂,…T_b}，该集合共有b个台区，计算这b个台区的相似度的平均值，得到分级阈值

类似的，求得分级阈值YZ₂，YZ₃，YZ₄。

本发明基于配变出口电压历史运行数据，通过考虑电压曲线平均波动率，确定分级的相似度阈值，相比传统的单一阈值方法，阈值设定较高时会造成漏判，阈值设定较低时会造成错判，而本发明所提的分级相似度阈值，可提高台区电压曲线相似性判断的准确性，减少错判和漏判。

附图说明

图1是本发明考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法其中一个实施例的流程示意图；

图2是某台区出口电压曲线图；

图3是降维后该台区出口电压曲线图；

图4是同一条线路的台区电压曲线之间的相似度示意图；

图5是同一条线路下的台区T1和T2的出口电压曲线图；

图6是不同线路下的台区T3和T4的出口电压曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，为本发明一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法其中一个实施例的流程示意图，所述方法包括以下步骤：

A、获取配变相关数据，所述配变相关数据包括：10kV线路与配变的对应关系，配变名称、配变地址码、配变出口电压数据；

B、对步骤A获取的配变出口电压数据进行降维处理，具体过程如下：

用电信息采集系统记录台区一天的三相电压值，每隔一定时间记录一个点，全天共N个点的数据，A相电压值为U_a1，U_a2……U_aN，B相电压值为U_b1，U_b2……U_bN，C相电压值为U_c1，U_c2……U_cN，由于三相负荷不平衡的影响，导致配变出口三相电压不平衡，此时需要采用降维方法，将配变出口三相电压降维为单相电压，采用如下公式进行降维处理：

其中U_ai、U_bi、U_ci分别为第i点A、B、C三相的电压，i＝1…N，U_i为降维后第i点配变出口电压，通过迭代法可以求得U_i；

C、根据步骤B降维处理的配变出口电压数据，计算电压曲线的平均波动率；

步骤C中所述的配变出口电压平均波动率计算方法，具体为：

用电信息采集系统每15分钟记录一次配变出口电压，全天共记录96个点U＝{U₁,U₂,…,U₉₆}，定义电压曲线平均波动率如下：

台区出口电压曲线平均波动率：

其中U_max为台区出口电压最大值，U_min为台区出口电压最小值，U_i为台区出口第i点的电压值，其中1≤i≤95。若一条10kV线路有k个台区，则对每个台区均有一个U_AFk。

D、根据步骤B降维处理的配变出口电压数据，计算同一条10kV线路下的台区的电压曲线相似度；

步骤D中所述的同一条10kV线路下的台区的电压曲线相似度的计算方法，具体为：假设某条10kV线路有k个台区，每个台区1台配变，分别为T1，T2……Tk，选择其中一个台区作为基准台区，如选择T1作为基准台区，计算其他台区与T1的电压曲线的相关系数，通过相关系数的大小来表征相似度的大小。例如：通过步骤B降维后的配变T1的出口电压为U_T11，U_T12……U_T1N，配变T2的三相电压平均值为U_T21，U_T22……U_T2N，配变T1和T2三相电压平均值之间的相关系数计算方法如下：

其中N为台区一天内间隔一定时间内记录的三相电压值的数据点的个数，α＝U_T1i，β＝U_T2i，i＝1…N。同理，采用该方法可计算线路上其他台区与台区T1的电压曲线的相似度P_T1-T3，P_T1-T4，……P_T1-Tk。

E、根据步骤C和步骤D计算所得电压曲线的平均波动率和相似度，对相似度阈值进行分级。

步骤E中所述的相似度阈值分级方法：假设收集了某个区域内的所有台区电压曲线，按照步骤B～D的步骤进行了预处理和计算，每个台区均会有对应的电压平均波动率和相似度，例如对于台区j，其电压平均波动率为U_AFj，相似度为P_j。根据电压平均波动率大小，可将该区域内的所有台区划分为几个子集合：

1)对于电压平均波动率小于等于U_AF-1的台区，均划入子集合S₁；

2)对于电压平均波动率大于U_AF-1且小于等于U_AF-2的台区，均划入子集合S₂；

3)对于电压平均波动率大于U_AF-2且小于等于U_AF-3的台区，均划入子集合S₃；

4)对于电压平均波动率大于U_AF-3的台区，均划入子集合S₄；

其中所有子集合中均不包含基准台区，计算子集合中所有台区的相似度的平均值，作为分级阈值，例如对于子集合S₁＝{T₁,T₂,…T_b}，该集合共有b个台区，计算这b个台区的相似度的平均值，得到分级阈值

类似的，可以求得分级阈值YZ₂，YZ₃，YZ₄。

下面以一个具体实施例对本发明的技术方案和效果进行详细说明：

步骤A中，从相关系统中获取了某区域的55103个台区的配变出口电压数据，如图2所示为其中一个台区的出口电压曲线，可以看到该台区三相电压不平衡。

步骤B中，对台区的出口电压曲线进行降维处理，降维处理后图2所示的台区电压如图3所示。

步骤C中，计算经过降为处理的台区出口电压曲线平均波动率，采用前述电压曲线平均波动率计算方法，计算可得该台区的电压曲线平均波动率为8.8，对其他台区也可进行类似的计算。

步骤D中，计算同一条10kV线路下的台区电压曲线的相似度，图3所示的台区所在的10kV线路下共34个台区，选择其中一个台区作为基准台区，计算其他台区与基准台区电压曲线的相似度，如图4所示。

步骤E中，根据步骤C和D的计算结果，对相似度阈值进行分级，结果如表1所示。

表1相似度阈值分级结果

下面将通过一个实例说明本发明所提方法的有效性。如图5所示为同一条10kV线路下的台区T1和T2的出口电压曲线，台区T1和T2的电压曲线平均波动率为16.5和16.1，两者的相关系数为0.74；图6为不同10kV线路下的台区T3和T4的出口电压曲线，台区T3和T4的电压曲线平均波动率为10.8和8.6，两者的相关系数为0.75；

若不考虑电压曲线平均波动率，采用单一阈值，相似度阈值为0.8，由于台区T1和T2的相关系数为0.74，小于阈值0.8，此时会造成错判，认为台区T1和T2不属于同一条10kV线路；若相似度阈值为0.7，由于台区T3和T4的相关系数为0.75，大于相似度阈值，此时也会造成错判，认为台区T3和T4属于同一条10kV线路。

若采用本发明所提出的考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值，台区T1和T2的电压曲线平均波动率为16.5和16.1，两个台区的电压曲线平均波动率均大于15，因此相似度阈值选为0.67，而两个台区电压曲线相关系数为0.74，大于阈值，表明这两个台区属于同一条10kV线路，判断正确；台区T3和T4的电压曲线平均波动率为10.8和8.6，根据波动率大的台区确定分级阈值为0.81，而两个台区电压曲线相关系数为0.75，小于阈值，表明这两个台区不属于同一条10kV线路，判断正确。

从上述分析可知，若不采用本发明所提的方法判断两个台区电压出口曲线的相似性，仅采用单一阈值进行判断，判断结果不准确，而采用本发明所提的相似度阈值分级方法，可提高判断准确性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，其特征在于包括以下步骤：

A、获取配变相关数据，所述配变相关数据包括：10kV线路与配变的对应关系、配变名称、配变地址码、配变出口96点电压数据；

B、对步骤A获取的配变出口电压数据进行降维处理；

C、根据步骤B降维处理的配变出口电压数据，计算电压曲线的平均波动率；

D、根据步骤B降维处理的配变出口电压数据，计算同一条10kV线路下的台区的电压曲线相似度；

E、根据步骤C和步骤D计算所得电压曲线的平均波动率和相似度，对相似度阈值进行分级。

2.如权利要求1所述的一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，其特征在于：步骤B中对步骤A获取的配变出口电压数据进行降维处理，具体为：

用电信息采集系统记录台区一天的三相电压值，每隔一定时间记录一个点，全天共N个点的数据，A相电压值为U_a1，U_a2……U_aN，B相电压值为U_b1，U_b2……U_bN，C相电压值为U_c1，U_c2……U_cN，采用如下公式进行降维处理，将配变出口三相电压降维为单相电压：

其中U_ai、U_bi、U_ci分别为第i点A、B、C三相的电压，i＝1…N，U_i为降维后第i点配变出口电压，通过迭代法可以求得U_i。

3.如权利要求1所述的一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，其特征在于：步骤C中计算电压曲线的平均波动率的方法，具体为：

用电信息采集系统每15分钟记录一次配变出口电压，全天共记录96个点U＝{U₁,U₂,…,U₉₆}，定义电压曲线平均波动率如下：

台区出口电压曲线平均波动率：

其中U_max为台区出口电压最大值，U_min为台区出口电压最小值，U_i为台区出口第i点的电压值，其中1≤i≤95，若一条10kV线路有k个台区，则对每个台区均有一个U_AFk。

4.如权利要求1所述的一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，其特征在于：步骤D中计算同一条10kV线路下的台区的电压曲线相似度的方法，具体为：

假设某条10kV线路有k个台区，每个台区1台配变，分别为T1，T2……Tk，选择其中一个台区作为基准台区，如选择T1作为基准台区，计算其他台区与T1的电压曲线的相关系数，通过相关系数的大小来表征相似度的大小，通过步骤B降维后的配变T1的出口电压为U_T11，U_T12……U_T1N，配变T2的三相电压平均值为U_T21，U_T22……U_T2N，配变T1和T2三相电压平均值之间的相关系数计算方法如下：

其中N为台区一天内间隔一定时间内记录的三相电压值的数据点的个数，α＝U_T1i，β＝U_T2i，i＝1…N，同理，采用该方法计算线路上其他台区与台区T1的电压曲线的相似度P_T1-T3，P_T1-T4，……P_T1-Tk。

5.如权利要求1所述的一种考虑电压曲线平均波动率的相似度阈值确定方法，其特征在于：步骤E中所述的相似度阈值分级方法，具体为：

假设收集了某个区域内的所有台区电压曲线，按照步骤B～D的步骤进行了预处理和计算，每个台区均会有对应的电压平均波动率和相似度，对于台区j，其电压平均波动率为U_AFj，相似度为P_j，根据电压平均波动率大小，将该区域内的所有台区划分为几个子集合：

1)对于电压平均波动率小于等于U_AF-1的台区，均划入子集合S₁；

2)对于电压平均波动率大于U_AF-1且小于等于U_AF-2的台区，均划入子集合S₂；

3)对于电压平均波动率大于U_AF-2且小于等于U_AF-3的台区，均划入子集合S₃；

4)对于电压平均波动率大于U_AF-3的台区，均划入子集合S₄；

其中所有子集合中均不包含基准台区，计算子集合中所有台区的相似度的平均值，作为分级阈值，对于子集合S₁＝{T₁,T₂,…T_b}，该集合共有b个台区，计算这b个台区的相似度的平均值，得到分级阈值

类似的，求得分级阈值YZ₂，YZ₃，YZ₄。

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