CN112270510A - 一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法 - Google Patents

一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，该方法计算户变关系待分析用户与其台账归属配电变压器的用户个体电压相似性，根据电压相似性结果将用户分为户变关系已确认用户集合A和户变关系待确认用户集合B；计算集合B中用户与除台账归属变压器外其他待分析配电变压器的用户个体电压相似性，并更新集合A和集合B；计算集合B中用户与户变关系已确认用户的用户群体电压相似性，完成户变关系辨识。该方法不依赖人工核查，无需额外增加设备，综合考虑用户与变压器的个体电压相似性以及用户之间的群体电压相似性，完成户变关系辨识。

Description

一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法
技术领域
本发明涉及电力系统领域，更具体地，涉及一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法。
背景技术
配电网精益管理是实现供电企业提质增效的有效措施，而低压台区线损管理是配电网精益管理中的一项重要工作。其中，正确的户变关系是开展配电网精益管理、推进台区线损治理的前提。然而当前营销系统中的户变关系信息均由人工录入，由于信息不完善、更新不及时，时常存在户变关系错误的情况，严重阻碍低压台区精益管理，因此，提出一种有效的户变关系辨识方法具有重要意义。
传统的户变关系辨识方法主要为人工识别和设备识别2类方法。人工识别法需要工作人员在台区现场采用沿线排查方式确定各用户的归属变压器情况，该识别方法依赖人工核查，耗费人力，与配电网规模日趋变大、低压台区拓扑日趋复杂的发展趋势相矛盾，弊端日益凸显。设备识别法借助基于电力载波技术的低压台区识别仪开展户变关系识别，该识别法易受噪声干扰，且存在串线的问题。近年来，学者提出了基于数据分析的户变关系辨识方法，该方法利用皮尔逊相关系数分析用户之间电压波形的相似性，并结合电压相似性结果完成户变关系辨识。然而该方法未充分挖掘电表电压数据价值，未综合考虑用户与变压器的个体电压相似性以及用户之间的群体电压相似性完成户变关系辨识。
发明内容
本发明提供一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，该方法不依赖人工核查，无需额外增加设备完成户变关系辨识。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：计算户变关系待分析用户与其台账归属配电变压器的用户个体电压相似性，根据电压相似性结果将用户分为户变关系已确认集合A和户变关系待确认集合B；
S2：计算集合B中用户与除台账归属变压器外其他待分析配电变压器的用户个体电压相似性，并更新集合A和集合B；
S3：计算集合B中用户与户变关系已确认用户的用户群体电压相似性，完成户变关系辨识。
进一步地，在步骤S1之前，需构建用户和变压器的电压数据序列
Figure 752978DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 35054DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 470715DEST_PATH_IMAGE003
Figure 914466DEST_PATH_IMAGE004
式中，
Figure 271629DEST_PATH_IMAGE005
为用户i在时刻l的电压数据；
Figure 685293DEST_PATH_IMAGE006
为变压器j在时刻l的电压数据；X为电压数据序列长度；M为户变关系待确认用户总数；N为待分析配电变压器总数。
进一步地，所述步骤S1所述的户变关系待分析用户i与其台账归属配电变压器j的用户个体电压相似性rij计算表达式为：
Figure 444301DEST_PATH_IMAGE007
式中，X为电压数据序列长度；
Figure 918008DEST_PATH_IMAGE008
为用户i在时刻l的电压数据；
Figure 621522DEST_PATH_IMAGE009
为用户i的电压数据平均值；
Figure 183084DEST_PATH_IMAGE010
为变压器j在时刻l的电压数据；
Figure 186812DEST_PATH_IMAGE011
为变压器j的电压数据平均值。
进一步地，若rij>0.8，则用户i归属配电变压器j，将用户i归入户变关系已确认用户集合A，否则，将用户i归入户变关系未确认用户集合B。
进一步地，所述步骤S2所述的集合B中第m个用户与除台账归属变压器x外其他待分析配电变压器n的电压相似性rmn计算表达式为：
Figure 565841DEST_PATH_IMAGE012
式中，X为电压数据序列长度；
Figure 632017DEST_PATH_IMAGE013
为用户m在时刻l的电压数据；
Figure 121904DEST_PATH_IMAGE014
为用户m的电压数据平均值；
Figure 714560DEST_PATH_IMAGE015
为变压器n在时刻l的电压数据；
Figure 139856DEST_PATH_IMAGE016
为变压器n的电压数据平均值。
进一步地，令rmy=max{rm1,…, rmn,…, rmN}，其中，n≠x，y为与用户m计算得到的户变电压相似性最大值对应的变压器编号，若rmx<rmy且rmy>0.8，则用户m归属配电变压器y，从集合B中剔除用户m，并将用户m归入集合A，否则，用户m仍归于集合B。
进一步地，所述步骤S3所述的集合B中第e个用户与配电变压器f中户变关系已确认用户的电压群体相似性Ref计算表达式为：
Figure 817962DEST_PATH_IMAGE017
式中，
Figure 111540DEST_PATH_IMAGE018
为用户e和挂接在配电变压器f下的第i个户变关系已确认用户之间的个体电压相似性；fn为配电变压器f中户变关系已确认用户的数量。
进一步地，所述步骤S1的具体过程是：
S101：令i=1，统计户变关系待确认用户数为M；
S102：计算用户i与台账归属配电变压器j的电压相似性rij；
S103：若rij>0.8，则用户i归属配电变压器j，将用户i归入户变关系已确认用户集合A，否则，将用户i归入户变关系未确认用户集合B；
S104：若i=M，执行步骤S2，否则，i数值加1，执行步骤S102。
进一步地，所述步骤S2的具体过程是：
S201：令m=1，统计待分析配电变压器数为N，统计集合B中用户数为MB；
S202：计算集合B中第m个用户与除台账归属变压器x外待分析配电变压器n的电压相似性rmn（n≠x）；
S203：令rmy=max{rm1,…, rmn,…, rmN}，其中，n≠x，y为与用户m计算得到的户变电压相似性最大值对应的变压器编号；
S204：若rmx<rmy且rmy>0.8，则用户m归属配电变压器y，从集合B中剔除用户m，并将用户m归入集合A，否则，用户m仍归于集合B；
S205：若m=MB，执行步骤S3，否则，m数值加1，执行步骤S202。
进一步地，所述步骤S3的具体过程是：
S301：令e=1，统计集合B中用户数为MB2；
S302：计算集合B中第e个用户与待分析变压器f中户变关系已确认用户的电压群体相似性Ref（f=1,…,N）；
S303：令Rez=max{Re1, …, Ref, …, ReN}，z为与用户e计算得到的群体电压相似性最大值对应的变压器编号；
S304：用户e归属配电变压器z，从集合B中剔除用户e，并将用户e归入集合A；
S305：若e=MB2，则完成户变关系辨识，否则，e数值加1，执行步骤S302。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明计算户变关系待分析用户与其台账归属配电变压器的用户个体电压相似性，根据电压相似性结果将用户分为户变关系已确认用户集合A和户变关系待确认用户集合B；计算集合B中用户与除台账归属变压器外其他待分析配电变压器的用户个体电压相似性，并更新集合A和集合B；计算集合B中用户与户变关系已确认用户的用户群体电压相似性，完成户变关系辨识；该辨识法不依赖人工核查，无需额外增加设备，综合考虑用户与变压器的个体电压相似性以及用户之间的群体电压相似性，完成户变关系辨识。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，包括以下步骤：
S1：计算户变关系待分析用户与其台账归属配电变压器的用户个体电压相似性，根据电压相似性结果将用户分为户变关系已确认集合A和户变关系待确认集合B：
S101：令i=1，统计户变关系待确认用户数为M；
S102：计算用户i与台账归属配电变压器j的电压相似性rij；
S103：若rij>0.8，则用户i归属配电变压器j，将用户i归入户变关系已确认用户集合A，否则，将用户i归入户变关系未确认用户集合B；
S104：若i=M，执行步骤S2，否则，i数值加1，执行步骤S102；
S2：计算集合B中用户与除台账归属变压器外其他待分析配电变压器的用户个体电压相似性，并更新集合A和集合B：
S201：令m=1，统计待分析配电变压器数为N，统计集合B中用户数为MB；
S202：计算集合B中第m个用户与除台账归属变压器x外待分析配电变压器n的电压相似性rmn（n≠x）；
S203：令rmy=max{rm1,…, rmn,…, rmN}，其中，n≠x，y为与用户m计算得到的户变电压相似性最大值对应的变压器编号；
S204：若rmx<rmy且rmy>0.8，则用户m归属配电变压器y，从集合B中剔除用户m，并将用户m归入集合A，否则，用户m仍归于集合B；
S205：若m=MB，执行步骤S3，否则，m数值加1，执行步骤S202。
S3：计算集合B中用户与户变关系已确认用户的用户群体电压相似性，完成户变关系辨识：
S301：令e=1，统计集合B中用户数为MB2；
S302：计算集合B中第e个用户与待分析变压器f中户变关系已确认用户的电压群体相似性Ref（f=1,…,N）；
S303：令Rez=max{Re1, …, Ref, …, ReN}，z为与用户e计算得到的群体电压相似性最大值对应的变压器编号；
S304：用户e归属配电变压器z，从集合B中剔除用户e，并将用户e归入集合A；
S305：若e=MB2，则完成户变关系辨识，否则，e数值加1，执行步骤S302。
在步骤S1之前，需构建用户和变压器的电压数据序列
Figure 699647DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 827003DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 257985DEST_PATH_IMAGE003
Figure 89674DEST_PATH_IMAGE004
式中，
Figure 532288DEST_PATH_IMAGE005
为用户i在时刻l的电压数据；
Figure 830546DEST_PATH_IMAGE006
为变压器j在时刻l的电压数据；X为电压数据序列长度；M为户变关系待确认用户总数；N为待分析配电变压器总数。
步骤S1所述的户变关系待分析用户i与其台账归属配电变压器j的用户个体电压相似性rij计算表达式为：
Figure 483244DEST_PATH_IMAGE007
式中，X为电压数据序列长度；
Figure 118624DEST_PATH_IMAGE008
为用户i在时刻l的电压数据；
Figure 415745DEST_PATH_IMAGE009
为用户i的电压数据平均值；
Figure 478379DEST_PATH_IMAGE010
为变压器j在时刻l的电压数据；
Figure 352794DEST_PATH_IMAGE011
为变压器j的电压数据平均值。
若rij>0.8，则用户i归属配电变压器j，将用户i归入户变关系已确认用户集合A，否则，将用户i归入户变关系未确认用户集合B。
步骤S2所述的集合B中第m个用户与除台账归属变压器x外其他待分析配电变压器n的电压相似性rmn计算表达式为：
Figure 791865DEST_PATH_IMAGE012
式中，X为电压数据序列长度；
Figure 209071DEST_PATH_IMAGE013
为用户m在时刻l的电压数据；
Figure 442607DEST_PATH_IMAGE014
为用户m的电压数据平均值；
Figure 945263DEST_PATH_IMAGE015
为变压器n在时刻l的电压数据；
Figure 922446DEST_PATH_IMAGE016
为变压器n的电压数据平均值。
令rmy=max{rm1,…, rmn,…, rmN}，其中，n≠x，y为与用户m计算得到的户变电压相似性最大值对应的变压器编号，若rmx<rmy且rmy>0.8，则用户m归属配电变压器y，从集合B中剔除用户m，并将用户m归入集合A，否则，用户m仍归于集合B。
步骤S3所述的集合B中第e个用户与配电变压器f中户变关系已确认用户的电压群体相似性Ref计算表达式为：
Figure 53214DEST_PATH_IMAGE017
式中，
Figure 457650DEST_PATH_IMAGE018
为用户e和挂接在配电变压器f下的第i个户变关系已确认用户之间的个体电压相似性；fn为配电变压器f中户变关系已确认用户的数量。
本申请计算户变关系待分析用户与其台账归属配电变压器的用户个体电压相似性，根据电压相似性结果将用户分为户变关系已确认用户集合A和户变关系待确认用户集合B；计算集合B中用户与除台账归属变压器外其他待分析配电变压器的用户个体电压相似性，并更新集合A和集合B；计算集合B中用户与户变关系已确认用户的用户群体电压相似性，完成户变关系辨识。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：计算户变关系待分析用户与其台账归属配电变压器的用户个体电压相似性，根据电压相似性结果将用户分为户变关系已确认集合A和户变关系待确认集合B；
S2：计算集合B中用户与除台账归属变压器外其他待分析配电变压器的用户个体电压相似性，并更新集合A和集合B；
S3：计算集合B中用户与户变关系已确认用户的用户群体电压相似性，完成户变关系辨识。
2.根据权利要求1所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，在步骤S1之前，构建用户和变压器的电压数据序列
Figure 100964DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 486946DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 125737DEST_PATH_IMAGE003
Figure 255368DEST_PATH_IMAGE004
式中，
Figure 538581DEST_PATH_IMAGE005
为用户i在时刻l的电压数据；
Figure 970831DEST_PATH_IMAGE006
为变压器j在时刻l的电压数据；X为电压数据序列长度；M为户变关系待确认用户总数；N为待分析配电变压器总数。
3.根据权利要求2所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，步骤S1所述的户变关系待分析用户i与其台账归属配电变压器j的用户个体电压相似性rij计算表达式为：
Figure 706706DEST_PATH_IMAGE007
式中，X为电压数据序列长度；
Figure 640027DEST_PATH_IMAGE008
为用户i在时刻l的电压数据；
Figure 167960DEST_PATH_IMAGE009
为用户i的电压数据平均值；
Figure 895744DEST_PATH_IMAGE010
为变压器j在时刻l的电压数据；
Figure 118915DEST_PATH_IMAGE011
为变压器j的电压数据平均值。
4.根据权利要求3所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，若rij>0.8，则用户i归属配电变压器j，将用户i归入户变关系已确认用户集合A，否则，将用户i归入户变关系未确认用户集合B。
5.根据权利要求4所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，步骤S2所述的集合B中第m个用户与除台账归属变压器x外其他待分析配电变压器n的电压相似性rmn计算表达式为：
Figure 465714DEST_PATH_IMAGE012
式中，X为电压数据序列长度；
Figure 723520DEST_PATH_IMAGE013
为用户m在时刻l的电压数据；
Figure 622206DEST_PATH_IMAGE014
为用户m的电压数据平均值；
Figure 722886DEST_PATH_IMAGE015
为变压器n在时刻l的电压数据；
Figure 466851DEST_PATH_IMAGE016
为变压器n的电压数据平均值。
6.根据权利要求5所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，令rmy=max{rm1,…, rmn,…, rmN}，其中，n≠x，y为与用户m计算得到的户变电压相似性最大值对应的变压器编号，若rmx<rmy且rmy>0.8，则用户m归属配电变压器y，从集合B中剔除用户m，并将用户m归入集合A，否则，用户m仍归于集合B。
7.根据权利要求6所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，步骤S3所述的集合B中第e个用户与配电变压器f中户变关系已确认用户的电压群体相似性Ref计算表达式为：
Figure 844743DEST_PATH_IMAGE017
式中，
Figure 789696DEST_PATH_IMAGE018
为用户e和挂接在配电变压器f下的第i个户变关系已确认用户之间的个体电压相似性；fn为配电变压器f中户变关系已确认用户的数量。
8.根据权利要求7所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程是：
S101：令i=1，统计户变关系待确认用户数为M；
S102：计算用户i与台账归属配电变压器j的电压相似性rij；
S103：若rij>0.8，则用户i归属配电变压器j，将用户i归入户变关系已确认用户集合A，否则，将用户i归入户变关系未确认用户集合B；
S104：若i=M，执行步骤S2，否则，i数值加1，执行步骤S102。
9.根据权利要求8所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程是：
S201：令m=1，统计待分析配电变压器数为N，统计集合B中用户数为MB；
S202：计算集合B中第m个用户与除台账归属变压器x外待分析配电变压器n的电压相似性rmn（n≠x）；
S203：令rmy=max{rm1,…, rmn,…, rmN}，其中，n≠x，y为与用户m计算得到的户变电压相似性最大值对应的变压器编号；
S204：若rmx<rmy且rmy>0.8，则用户m归属配电变压器y，从集合B中剔除用户m，并将用户m归入集合A，否则，用户m仍归于集合B；
S205：若m=MB，执行步骤S3，否则，m数值加1，执行步骤S202。
10.根据权利要求9所述的基于个体和群体电压相似性的户变关系辨识方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程是：
S301：令e=1，统计集合B中用户数为MB2；
S302：计算集合B中第e个用户与待分析变压器f中户变关系已确认用户的电压群体相似性Ref（f=1,…,N）；
S303：令Rez=max{Re1, …, Ref, …, ReN}，z为与用户e计算得到的群体电压相似性最大值对应的变压器编号；
S304：用户e归属配电变压器z，从集合B中剔除用户e，并将用户e归入集合A；
S305：若e=MB2，则完成户变关系辨识，否则，e数值加1，执行步骤S302。
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