CN115800287B - 一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。其中，低压台区拓扑识别方法包括：根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵；其中，台区相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算而得到的；台区相关矩阵对应有元素均值、元素最大值；基于元素最大值、元素均值对台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵；利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵；通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系。本方法基于阈值分割的方式对台区拓扑关系进行确定，流程简便，且均值化处理使得阈值适用范围更大。
Description
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，尤其涉及一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。
背景技术
在配电网络结构中，对低压台区的电气拓扑识别是低压配电网络线损计算和定位、窃电漏电检测等的关键技术基础。目前，对于配电网电气拓扑识别方法有数据分析法、数据标签法以及特征编码电流脉冲注入法等。其中，数据分析法因无需过多的人工参与和无需外部的硬件电路辅助等优先，被应用的越来越广泛。
但是，相关技术中采用数据分析法识别拓扑的方式的流程有待简化。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法，依赖台区中终端单元采集的电压数据，对电压数据进行相关性量化计算以及均值化处理后，基于阈值分割的方式，便可确定出台区拓扑关系，流程简便，且均值化处理使得阈值适用范围更大。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出电子设备。
本发明的第四个目的在于提出一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法，低压台区设有若干终端单元；终端单元对若干个时间点上的各相电压进行采集，得到电压数据。该基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法包括：根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵；其中，台区相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算而得到的；台区相关矩阵对应有元素均值、元素最大值；基于元素最大值、元素均值对台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵；利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵；通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系。
根据本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法，对终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算得到台区相关矩阵，然后对台区相关矩阵中的元素进行均值化处理，得到台区均值矩阵，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵，将台区邻接矩阵转换为拓扑图，最终可确定出终端单元之间的拓扑关系。本方法依赖电压数据，利用阈值分割的方式，便可确定出终端单元之间的拓扑关系，过程简单。通过对电压数据进行相关性量化计算后，可减少因缺相或相位错乱导致的拓扑关系识别错误的问题。而且对台区相关矩阵做均值化处理后，可使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大，从而使阈值适用范围更大。
在本发明的一些实施例中，基于元素最大值、元素均值对台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵，包括：获取台区相关矩阵中的元素与元素均值之间的第一差值、元素最大值与元素均值之间的第二差值；将第一差值与第二差值的商作为台区均值矩阵中的元素。
在本发明的一些实施例中，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵，包括：将台区均值矩阵中不大于指定阈值的元素的取值设置为第一指定取值；将台区均值矩阵中大于指定阈值的元素的取值设置为第二指定取值；其中，第一指定取值不等于第二指定取值。
在本发明的一些实施例中，终端单元包括处于一级节点上的一级终端单元。在通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系之前，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法还包括：从台区邻接矩阵中删除一级终端单元对应的元素，得到中间邻接矩阵。通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系，包括：对中间邻接矩阵进行转换，得到台区部分图；对台区部分图进行分割，得到若干台区子图；基于台区子图，确定终端单元之间的拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，终端单元还包括处于二级节点上的二级终端单元、处于三级节点上的三级终端单元；基于所述台区子图，确定终端单元之间的拓扑关系，包括：在台区子图对应的终端单元中，根据台区子图对应的任一终端单元与一级终端单元之间的相关系数，确定二级终端单元，以及，一级终端单元与二级终端单元之间的拓扑关系；将台区子图对应的终端单元中，除二级终端单元之外的终端单元作为三级终端单元；基于二级终端单元与三级终端单元，生成二级终端单元与三级终端单元之间的拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵，包括：基于任意两个终端单元所采集的电压数据，确定三相相关矩阵；其中，三相相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元所采集的电压数据所包括的单相电压数据进行相关性量化计算而得到的；根据三相相关矩阵中的目标元素以及有效元素数进行平均计算，得到台区相关矩阵；其中，目标元素用于表示电压数据中同相上的单相电压数据之间的相关程度；有效元素数用于表示处于有效状态的目标元素的数量。
在本发明的一些实施例中，终端单元包括处于二级节点上的二级终端单元、与二级终端单元处于同一支线的电能表。基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法还包括：获取二级终端单元采集的二级电压数据和电能表采集的电表电压数据；基于二级电压数据与电表电压数据，生成二级相关系数集合；其中，二级相关系数集合中的相关系数用于表示二级电压数据所包括的单相电压数据和电表电压数据之间的相关程度；对二级相关系数集合进行聚类处理，确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表。
在本发明的一些实施例中，对二级相关系数集合进行聚类识别，确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表，包括：以二级终端单元的数量为分簇数，对二级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干二级终端单元对应的二级电表分簇；基于二级电表分簇中包括的二级终端单元和电能表，确定与二级电表分簇中的二级终端单元处于同一支线上的电能表。
在本发明的一些实施例中，终端单元包括处于三级节点上的三级终端单元；其中，三级终端单元与电能表连接。基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法还包括：确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元；获取分簇三级终端单元采集的分簇三级电压数据和二级电表分簇中电能表采集的分簇电表电压数据；基于分簇三级电压数据与分簇电表电压数据，生成分簇三级相关系数集合；其中，分簇三级相关系数集合中的相关系数用于表示分簇三级电压数据所包括的单相电压数据和分簇电表电压数据之间的相关程度；对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定二级电表分簇中与分簇三级终端单元连接的电能表。
在本发明的一些实施例中，对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定二级电表分簇中与分簇三级终端单元连接的电能表，包括：确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元的数量；以分簇三级终端单元的数量为分簇数，对分簇三级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干分簇三级终端单元对应的三级电表分簇；基于三级电表分簇中包括的三级终端单元和电能表，确定与三级电表分簇中的三级终端单元连接的电能表。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序，该基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序被处理器执行时，实现上述中任一项实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，在该基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序被处理器执行时，能够依赖电压数据，利用阈值分割的方式，便可确定出终端单元之间的拓扑关系，过程简单。通过对电压数据进行相关性量化计算后，可减少因缺相或相位错乱导致的拓扑关系识别错误的问题。而且对台区相关矩阵做均值化处理后，可使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大，从而使阈值适用范围更大。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序，处理器执行基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序时，实现上述中任一项实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。
根据本发明实施例的电子设备，在处理器执行基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序时，能够依赖电压数据，利用阈值分割的方式，便可确定出终端单元之间的拓扑关系，过程简单。通过对电压数据进行相关性量化计算后，可减少因缺相或相位错乱导致的拓扑关系识别错误的问题。而且对台区相关矩阵做均值化处理后，可使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大，从而使阈值适用范围更大。
为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置，低压台区设有若干终端单元；终端单元对若干个时间点上的各相电压进行采集，得到电压数据。基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置包括：
计算模块，用于根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵；其中，台区相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算而得到的；台区相关矩阵对应有元素均值、元素最大值；
均值化模块，用于基于元素最大值、元素均值对所述台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵；
二值化模块，用于利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵；
拓扑确定模块，用于通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系。
根据本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置，对终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算得到台区相关矩阵，然后对台区相关矩阵中的元素进行均值化处理，得到台区均值矩阵，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵，将台区邻接矩阵转换为拓扑图，最终可确定出终端单元之间的拓扑关系。本方法依赖电压数据，利用阈值分割的方式，便可确定出终端单元之间的拓扑关系，过程简单。通过对电压数据进行相关性量化计算后，可减少因缺相或相位错乱导致的拓扑关系识别错误的问题。而且对台区相关矩阵做均值化处理后，可使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大，从而使阈值适用范围更大。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的台区拓扑的场景示意图。
图2是根据本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法的流程图。
图3是根据本发明实施例的台区等效电路简化示意图。
图4a是根据本发明实施例的台区部分图的拓扑示意图。
图4b是根据本发明实施例的台区子图的拓扑示意图。
图4c是根据本发明实施例的低压台区拓扑关系示意图。
图5根据本发明实施例的确定终端单元拓扑关系方法的流程图。
图6是根据本发明一个具体实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法的流程图。
图7是根据本发明一个实施例的电能表拓扑关系确定方法的流程图。
图8是根据本发明另一个实施例的电能表拓扑关系确定方法的流程图。
图9是根据本发明一个具体实施例的电能表拓扑关系确定方法的流程图。
图10是根据本发明另一个具体实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法的流程图。
图11是根据本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置的结构框图。
图12是根据本发明一个实施例的电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1是根据本发明场景示例的台区拓扑的场景示意图。以“台区变压器-分支线-表箱--户表”的四层拓扑为样例展开描述，本场景示例中的方法不限于少于四层或多余四层的网络情况。以居民区为例，通常情况下居民区中都会配有有低压配电网用于向用电居民输送电力资源，为了保障低压配电网的正常运行，会在低压配电网的各个分支节点设置终端单元，用于对低压配电网进行电气监测、故障监测、温度传感等。在一些可实现的方式中，终端单元可以为LTU(Line Terminal Unit)。图1所示的台区拓扑场景示意图中包括四层拓扑结构，分别为处于一级节点的变压器终端单元，处于二级节点的多个分支线终端单元，处于三级节点的多个表箱终端单元以及处于四级节点的多个电能表。其中，变压器终端单元、分支线终端单元以及表箱终端单元都可以为本发明实施例中的终端单元。例如，变压器终端单元可以为本发明实施例中的一级终端单元，分支线终端单元可以为本发明实施例中的二级终端单元，表箱终端单元可以为本发明实施例中的三级终端单元。变压器终端单元可以连接多个分支线终端单元，每个分支线终端单元也可连接多个表箱终端单元，每个表箱终端单元又可连接多个电能表。
在本场景示例中，可采用A相、B相、C相来表示低压配电网线路中电压的三个相位。终端单元采集的电压数据，可包括三个相位上的任一项单相电压数据，即电压数据可包括A相电压数据、B相电压数据和C相电压数据中的任一项单相电压数据。电能表为单相电能表，可采集对应相位上的电表电压数据。
在本场景示例中，对台区拓扑关系进行确定，可以包括，先确定终端单元之间的拓扑连接关系，再确定终端单元和电能表之间的拓扑连接关系。
示例性的说明终端单元之间拓扑关系的确定方法。低压台区中设置有若干个终端单元，终端单元可对若干个时间点上的各相电压进行采集，得到电压数据。首先，根据终端单元采集的电压数据，对任意两个终端单元的电压数据进行相关性量化计算得到台区相关矩阵。台区相关矩阵中的元素可表示任意两个终端单元的电压数据之间的相关程度。台区相关矩阵对应有元素均值和元素最大值。其次，根据元素均值和元素最大值对台区相关矩阵进行均值化，得到台区均值矩阵。然后，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵。最后，通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系。
示例性的，任意两个终端单元记为终端单元X和终端单元Y，终端单元X采集的电压数据UX包括A相电压数据AX、B相电压数据BX以及C相电压数据CX。终端单元Y采集的电压数据UY包括A相电压数据AY、B相电压数据BY以及C相电压数据CY。对任意两个终端单元的电压数据进行相关性量化计算，得到台区相关矩阵，可以是以下任一种情况：计算电压数据UX和电压数据UY所包括的任一相上的单相电压数据之间的相关系数，将所有相关系数求和算平均得到的平均值作为终端单元X和终端单元Y在台区相关矩阵中的元素。计算电压数据UX和电压数据UY中在某一相上的单相电压数据之间的相关系数，作为终端单元X和终端单元Y在台区相关矩阵中的元素。还可以计算电压数据UX和电压数据UY中在同相上的单相电压数据之间的相关系数，将所有相关系数求和算平均得到的平均值作为终端单元X和终端单元Y在台区相关矩阵中的元素。得到台区相关矩阵后，可将台区相关矩阵中的所有元素值相加求平均，确定出台区相关矩阵所对应的元素均值。
示例性的，根据台区相关矩阵所对应的元素均值和元素最大值，对台区相关矩阵进行均值化，可以包括：计算台区相关矩阵中元素与元素均值之间的第一差值以及元素最大值和元素均值之间的第二差值，将第一差值和第二差值的商作为台区均值矩阵中的元素。对台区相关矩阵进行均值化处理可减少由于量纲不同引起的误差，为后续通过指定阈值进行二值化处理提供准确的数据基础。
在本场景示例中，指定阈值可以通过大量同层级的台区数据统计学习得到，以增强指定阈值的普适性。示例性的，可以使用0和1来作为台区邻接矩阵中的元素，将台区均值矩阵中大于指定阈值的元素置为1，将不大于指定阈值的元素置为0。其中，元素1可用于表示其对应的两个终端单元之间存在拓扑连接关系，元素0可用于表示其对应的两个终端单元之间不存在拓扑连接关系。
示例性的，根据任意两个终端单元在台区邻接矩阵中对应的元素值，将台区邻接矩阵转换为终端单元之间的拓扑图。例如，若终端单元X和终端单元Y在台区邻接矩阵中对应的元素值为0，则在转换为拓扑图时，终端单元X和终端单元Y之间没有连线。若终端单元X和终端单元Y在台区邻接矩阵中对应的元素值为1，则在转换为拓扑图时，终端单元X和终端单元Y之间是相连的。通过上述过程，可将台区邻接矩阵转换为台区中终端单元之间的拓扑连接图。根据图1所示的各个层级上终端单元之间的拓扑理论：一级终端单元位于二级终端单元的父节点上，二级终端单元位于三级终端单元的父节点上。再结合转换得到的拓扑连接图便可确定出台区中处于一级节点上的一级终端单元(变压器终端单元)、处于二级节点上的二级终端单元(分支线终端单元)、处于三级节点上的三级终端单元(分支箱终端单元)，进而得到台区中所有终端单元之间的拓扑关系。
在确定出台区终端单元之间的拓扑关系后，再确定出电能表与终端单元之间的拓扑关系，便可得到台区完整的拓扑关系。
示例性的对电能表与终端单元之间拓扑关系确定方法进行说明。由于位于台区中同一支线上的各设备采集的电压数据之间的相关性都会大于处于不同支线上的设备的电压数据的相关性。电能表一般是与处于三级节点上的表箱终端单元拓扑连接的，因此，可以通过聚类的方式，直接将表箱终端单元(三级终端单元)与电能表进行拓扑关系识别，得到台区中完整的拓扑连接关系。但是，由于表箱终端单元和电能表的数量都较多，直接计算将这两者进行聚类处理，会因数据量大导致计算速度低，对运算单元的算力需求较大。因此为了减小算力需求，本场景示例中，可先确定出与二级节点上的分支线终端单元(二级终端单元)处于同一支线上的电能表，再确定每个支线上，电能表与表箱终端单元(三级终端单元)之间的拓扑连接关系。
示例性的，获取二级终端单元采集的二级电压数据和电能表采集的电表电压数据。分别计算电能表和每个二级终端单元之间的相关系数，可以用电能表的电表电压数据和二级终端单元的二级电压数据中与电能表同相上的单相电压数据进行相关性计算，得到二级终端单元和电能表之间相关系数。在一个例子中，电能表1为A相电能表，可采集低压配电网线路A相上的电表电压数据U1。二级终端单元X采集的二级电压数据UX包括A相电压数据AX、B相电压数据BX以及C相电压数据CX。则计算电能表1和二级终端单元X之间的相关系数，可以为计算电表电压数据U1和A相电压数据AX之间的相关系数。基于上述计算方法，得到每个电能表和每个二级终端之间的相关系数，可生成二级相关系数集合。再对二级相关系数集合进行聚类处理，可以得到若干个分簇，每个分簇中包括一个二级终端单元和多个电能表。根据分簇中所包括的电能表与二级终端单元，可确定出与二级终端单元处于同一支线上的电能表。
示例性的，在确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表后，再对位于同一支线上的三级终端单元和电能表进行聚类处理，获取三级终端单元与电能表之间的拓扑关系。以一个支线为例，假设处于该支线的有二级终端单元X和五个电能表。基于上述确定出的终端单元之间的拓扑关系，确定出与二级终端单元X拓扑连接的三级终端单元。假设与二级终端单元X拓扑连接的有三级终端单元Y和三级终端单元Z。则该支线包括有二级终端单元X、三级终端单元Y、三级终端单元Z以及五个电能表。
三级终端单元与电能表之间的拓扑关系确认的方式与上述二级终端单元与电能表的拓扑关系确认的方式可以是相同的。获取三级终端单元采集的分簇三级电压数据和电能表采集的分簇电表电压数据。用电能表的分簇电表电压数据和三级终端单元的分簇三级电压数据中与电能表同相上的单相电压数据进行相关性计算，得到三级终端单元和电能表之间相关系数，生成分簇三级相关系数集合。对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，得到若干个分簇，每个分簇中可包括一个三级终端单元和多个电能表。根据分簇中所包括的三级终端单元和电能表可以确定出，在该支线上的，三级终端单元和电能表之间的拓扑连接关系。
基于此方式，确定出每个支线上三级终端单元和电能表之间的拓扑连接关系后，再结合上述确定出的终端单元之间的拓扑连接关系，便可得到台区中完整的拓扑连接关系，完成低压配电网中的线户关系的识别。清楚的拓扑关系是在低压配电网中进行线损计算和定位、窃电漏电检测等的技术基础，可为后续维护低压配电网提供保障。
图2是根据本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法的流程图。如图2所示，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法可以包括以下步骤：
S210，根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵。
其中，台区相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算而得到的；台区相关矩阵对应有元素均值、元素最大值。
在本发明的实施例中，低压台区设置有若干个终端单元，终端单元对若干个时间点上的各相电压进行采集，得到电压数据。电压数据可以包括A相电压数据、B相电压数据和C相电压数据中的任一个单相电压数据。其中，A相电压数据、B相电压数据和C相电压数据分别为终端单元采集的各个时间点上的位于A相上的、B相上的和C相上的电压数据。为保证电压数据的同步性，可采用HPLC同步采集技术进行终端单元的电压数据的采集。在获取电压数据时，可以获取终端单元在单日预设时间段内采集的各个时间点上的电压数据。其中，数据采集样点数不少于预设数量，即在预设时间段内采集电压的时间点不少于预设数量。在一个示例中，将预设数量设置为50，则可获取所有终端单元在同一日内某5分钟内或15分钟内80个时间点上的电压数据。
进一步地，因终端单元在采集电压数据时，可能会存在采集的某一相上的单相电压数据为空值或异常值的情况。因此，在获取到终端单元采集的电压数据后，还可以对电压数据进行数据清洗。比如，将电压数据中序列为空值或异常值的占比超出预设比例的单相电压数据记为对应终端单元的无效相。其中，异常值包括过大或过小的电压值、超出预设数量的重复数据。在一个示例中，终端单元X在某日预设时间段内采集到电压数据，其中，A相电压数据为正常电压值序列，B相电压数据中的电压值均为空值，C相电压数据中的重复的电压值占整个序列的百分之56，百分之56是超出预设比例50％的。因此对于终端单元X，其有效相为A相，而B相和C相均为终端单元X的无效相。因此在获取到终端单元采集的电压数据时，也可通过数据清洗确定出每个终端单元的电压数据中无效的相数据，将无效的相数据对应的相位记为对应终端单元的无效相。
具体地，根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵。可以通过以下任何一种方式来实现：其一，计算任两个终端单元的电压数据所包括的任一项单相电压数据之间的相关系数，将相关系数求和算平均得到的平均值作为任两个终端单元在台区相关矩阵中的元素。其二，计算任两个终端单元在某一相上的单相电压数据之间的相关系数，作为任两个终端单元在台区相关矩阵中的元素。其三，计算任两个终端单元在同相上的单相电压数据之间的相关系数，将相关系数求和算平均得到的平均值作为任两个终端单元在台区相关矩阵中的元素。需要说明的是，台区相关矩阵的确定方式不限于上述三种。在确定出台区相关矩阵后，将台区相关矩阵中所有元素相加求平均值可得到台区相关矩阵所对应的元素均值。
在本发明的一些实施例中，根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵，包括：基于任意两个终端单元所采集的电压数据，确定三相相关矩阵；其中，三相相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元所采集的电压数据所包括的单相电压数据进行相关性量化计算而得到的；根据三相相关矩阵中的目标元素以及有效元素数进行平均计算，得到台区相关矩阵；其中，目标元素用于表示电压数据中同相上的单相电压数据之间的相关程度；有效元素数用于表示处于有效状态的目标元素的数量。
在一些情况中，终端单元采集的电压数据可能存在缺相或者相位错乱的情况。因此若直接将终端单元的电压数据中某个单相电压数据之间的相关系数作为终端单元之间在台区相关矩阵中的元素，则在该单相电压数据为异常情况时，会导致终端单元之间的元素值与其真实元素值差别较大，影响后续的二值化处理结果，导致拓扑关系识别效果差。因此可利用多个相位上的单相电压数据来进行台区相关矩阵的计算。应当理解的是，两个终端单元若在台区中存在拓扑连接关系，其在同相上采集的单相电压数据相关性是较强的。因此可通过计算两个终端单元的电压数据中同相上的单相电压数据之间的相关系数求平均的方式来确定出台区相关矩阵。
具体地，基于任两个终端单元采集电压数据，确定任意两个终端单元之间的三相相关矩阵。三相相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元所采集的电压数据所包括的单相电压数据进行相关性量化计算而得到的。在一个示例中，任意两个终端单元记为终端单元X和终端单元Y，终端单元X采集的电压数据UX包括A相电压数据AX、B相电压数据BX以及C相电压数据CX。终端单元Y采集的电压数据UY包括A相电压数据AY、B相电压数据BY以及C相电压数据CY。分别对电压数据UX和电压数据UY所包括的单相电压数据进行相关性量化计算，得到终端单元X和终端单元Y之间的三相相关矩阵。示例性的，计算A相电压数据AX与B相电压数据BY之间的相关系数PAB。计算A相电压数据AX与A相电压数据AY之间的相关系数PAA。计算B相电压数据BX与B相电压数据BY之间的相关系数PBB。计算C相电压数据CX与C相电压数据CY之间的相关系数PCC。示例性的，终端单元X和终端单元Y之间的三相相关矩阵如下所示。
进一步地，将三相相关矩阵P中同相上的单相电压数据计算得到的PAA、PBB、PCC确定为目标元素。可以理解的是，目标元素可以用于表示电压数据中同相上的单相电压数据之间的相关程度。统计目标元素PAA、PBB、PCC中处于有效状态的目标元素的数量m。需要说明的是，因终端单元在采集电压数据时，可能会存在某相上的数据未采集到或采集的数据为异常值等情况，故会存在电压数据缺相的可能，因此处于有效状态的目标元素的数量m可以等于3，可以等于2，也可以等于1。在一种可实现的方式中，在获取到终端单元的电压数据，进行数据清理时，可将采集的数据为空或异常值超出预设比例的单相电压数据用null表示，则值为null的单相电压数据计算得到的相关系数也可用null表示。在确定有效元素数时，即可通过判断两个终端单元的目标元素的值是否为null来判断目标元素是否为处于有效状态的，将值不为null的目标元素的数量作为两个终端单元的有效元素数m。
继而，按照如下公式计算终端单元X和终端单元Y之间的平均相关系数Pavg作为两个终端单元在台区相关矩阵中的元素。
按照如上计算终端单元X和终端单元Y之间的平均相关系数Pavg的过程，确定任意两个终端单元之间的平均相关系数，最终得到台区相关矩阵。
在一些情况中，低压台区线路上任意节点电压幅值与该相母线电压、节点距首端的电气距离、线路负荷分布有关。图3所示为一种实施例中的台区等效简化电路，参考图3，其电压波动关系由以下公式表示：
其中，Ui为节点i的电压，U0为变压器抵押侧出线电压，Rj和Xj分别为各支路j的电阻和电抗，PLj和QLj分别为各支路j的有功功率和无功功率；n为节点个数。
考虑台区通常由无功补偿，线路传输无功功率较小，忽略电抗和无功功率的乘积项，上述表达式可简化如下：
其中，支路有功功率表示为：其中，Pk为节点k的注入有功功率,Pk,loss为支路k的网络损耗。
由此可知，相邻时刻，线路上任意节点的电压变化量(方向与幅度)主要与上游各段线路的流过有功功率变化量(线路总体负荷时间特性)、上游各段线路长度和上游节点电压幅值相关。低压配电网络中同一分支上各节点的电压受到阻抗和负载功率影响，阻抗反应为电气距离时，相同有功负载下，电气距离越近，电压相似性越高；相同电气距离时，有功负载越大，电压相似性越高。单电源线路，同一时刻断面下，沿线节点电压幅值呈现逐渐递减的变化规律。当线路间的总体负荷特性存在差异时，位于相同出线且电气距离较近的用户相似性将高于其与位于不同出线的用户间的相似性，且电气距离越近，用户间的相似性越高。
而皮尔逊相关系数有一个重要的数学特性是，两个变量的位置和尺度的变化并不会引起皮尔逊系数的改变。也就是说，如果把X移动到a+bX和把Y移动到c+dY，其中a、b、c和d是常数，并不会改变两个变量的相关系数。因此为了减少出线电压、电气距离和负荷分布的影响，本发明实施例可引入皮尔逊相关系数来计算上述单相电压数据之间的相关系数。
具体地，皮尔逊相关系数的计算方式为：
其中，Cov(X，Y)为序列X和序列Y的协方差；σ(X)，σ(Y)分别为序列X、Y的标准差。
对电压的相关性进行量化计算，同时考虑电压的时序变化，节点u、v的电压时序曲线的皮尔逊相关系数为：
Uu,t、Uv,t分别为节点u、v的电压时序曲线在t时间断面的电压。其中，本发明实施例中的终端单元对应于皮尔逊相关系数中的节点，终端单元的单相电压数据对应于皮尔逊相关系数中的序列X或序列Y。
S220，基于元素最大值、元素均值对台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵。
在本发明实施例中，确定出台区相关矩阵中值最大的元素作为台区相关矩阵对应的元素最大值Pmax，将台区相关矩阵中所有元素求和算平均可得到台区相关矩阵对应的元素均值Pmean。
在一些实施例中，基于元素最大值、元素均值对台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵，包括：获取台区相关矩阵中的元素与元素均值之间的第一差值、元素最大值与元素均值之间的第二差值；将第一差值与第二差值的商作为台区均值矩阵中的元素。
在一些情况中，均值化处理可以减少由于量纲不同引起的数据误差，将台区相关矩阵进行均值化处理可为后续通过指定阈值进行二值化处理提供准确的数据基础。
具体地，计算台区相关矩阵中的元素P和元素均值Pmean之间的差值，记为第一差值。计算台区相关矩阵对应的元素最大值Pmax与元素均值Pmean之间的差值，记为第二差值。基于以下公式，分别对台区相关矩阵中每个元素进行均值化处理：
将均值化处理后的台区相关矩阵，记为台区均值矩阵。
S230，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵。
在本发明实施例中，指定阈值可以通过，利用本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法，对大量同层级的台区拓扑结构，进行拓扑关系确定后，依照拓扑识别准确率对阈值数据统计学习得到。
在本发明的一些实施例中，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵，可以包括：将台区均值矩阵中不大于指定阈值的元素的取值设置为第一指定取值；将台区均值矩阵中大于指定阈值的元素的取值设置为第二指定取值；其中，第一指定取值不等于第二指定取值。
具体地，可以使用0作为第一指定取值，使用1来作为第二指定取值。将台区均值矩阵中大于指定阈值的元素置为1，将不大于指定阈值的元素置为0。示例性的，元素1可用于表示其对应的两个终端单元之间存在拓扑连接关系，元素0可用于表示其对应的两个终端单元之间不存在拓扑连接关系。
S240，通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系。
在本发明实施例中，根据任意两个终端单元在台区邻接矩阵中对应的元素值，将台区邻接矩阵转换为终端单元之间的拓扑图。例如，若终端单元X和终端单元Y在台区邻接矩阵中对应的元素值为0，则在转换为拓扑图时，终端单元X和终端单元Y之间没有连线。若终端单元X和终端单元Y在台区邻接矩阵中对应的元素值为1，则在转换为拓扑图时，终端单元X和终端单元Y之间是相连的。通过上述过程，可将台区邻接矩阵转换为台区中终端单元之间的拓扑连接图。根据图1所示的各个层级上终端单元之间的拓扑理论：一级终端单元位于二级终端单元的父节点上，二级终端单元位于三级终端单元的父节点上。再结合转换得到的拓扑连接图便可确定出台区中处于一级节点上的一级终端单元(变压器终端单元)、处于二级节点上的二级终端单元(分支线终端单元)、处于三级节点上的三级终端单元(分支箱终端单元)，进而得到台区中所有终端单元之间的拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，终端单元包括处于一级节点上的一级终端单元；在通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系之前，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法还包括：从台区邻接矩阵中删除一级终端单元对应的元素，得到中间邻接矩阵。
通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系，可以包括：对中间邻接矩阵进行转换，得到台区部分图；对台区部分图进行分割，得到若干台区子图；基于台区子图，确定终端单元之间的拓扑关系。
在一些情况中，因处于一级节点上的一级终端单元可以为台区中变压器终端单元，属于台区入线节点，其与各个分支上的终端单元相关性均较大。因此为了便于阈值分割，提高阈值分割的准确性，可在将台区邻接矩阵分割之前，从台区邻接矩阵中将一级终端单元对应的行和列去除，对剩余的终端单元进行矩阵转换，得到若干个除一级终端单元之外的其他终端单元的拓扑子图。
具体地，在台区邻接矩阵中删除一级终端单元所对应的所有元素得到中间邻接矩阵。其中，一级终端单元可以为变压器终端单元，可根据地址标识确定出来。对中间邻接矩阵进行转换，示例性的，若台区邻接矩阵中的元素为0和1，则元素0对应的两个终端单元之间没有拓扑连接关系，元素1对应的两个终端单元之间是存在拓扑连接关系的。通过这种方式进行转换后可得到台区部分图，如图4a所示。对台区部分图进行分割得到如图4b所示的若干个台区子图。其中，图4a、图4b中的节点0用于表示一级终端单元。根据图4b所示的台区子图，通过一级终端单元和每个台区子图的拓扑连接关系，最终可确定出如图4c所示的完整拓扑图，从而可以确定低压台区终端单元之间的拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，台区部分图包括若干个节点分簇，对台区部分图进行分割，得到若干台区子图，可以包括：针对节点数量大于等于第一节点阈值的节点分簇，生成最大生成子树。
在一些情况中，因在计算台区相关矩阵中的元素时，计算的是台区中任意两个终端单元之间的元素值，则存在一种情况为：两个终端单元在台区中处于同一条支线上，虽没有拓扑连接关系，但其相关性较大。计算得到的元素值在经过均值化处理和二值化处理后，这两个终端单元在台区邻接矩阵中对应的元素值为1，将台区邻接矩阵转换为图后，两个终端单元之间是存在连线的。如图4a所示的节点分簇中，多个节点分簇中的节点之间互相存在连线，因此需对这些节点分簇进行分割，得到图4b所示的若干个台区子图。
具体地，因节点数量为2的节点分簇，其节点之间互连，拓扑连接关系可直接得到，故为减少计算量，可将第一节点阈值设置为3。针对节点数量大于等于3的节点分簇，生成最大生成子树，生成方式可采用prim算法。针对一个节点分簇来说，该节点分簇对应的拓扑图用G1(V，E)来表示，V包括节点分簇中的终端单元，E表示终端单元之间的相关系数，设置集合S来存放节点分簇中已被访问的终端单元。然后执行n次下面两个步骤：第一步，每次从集合V-S中选择与集合S中的节点之间最大相关系数的一个顶点。访问该顶点并将其加入到集合S中，同时将该顶点与集合S相连的最大相关系数的边加入到最大生成子树中。第二步，令顶点作为集合S与集合V-S连接的接口，优化从该顶点能到达的未访问顶点与集合S之间的最大相关系数的边。通过执行上述两步骤，最终可得到每个节点分簇所对应的最大生成子树。其中，终端单元之间的相关系数E可用两个终端单元在台区相关矩阵中对应的元素值来表示。
在一些情况中，将台区邻接矩阵转换为图后，其台区部分图中难免会存在不符合现实情况的节点分簇，例如仅包含一个终端单元的分簇，即孤立节点。此时需要对孤立节点进行相关处理，使得处理后的每个节点分簇都能满足大于等于两个节点，从而提高后续拓扑关系的识别正确率。
在一种可实现的方式中，在台区部分图中，确定出节点数量大于第二节点阈值的节点分簇作为待划分分簇；依据待划分分簇对应的最大相关系数，划分孤立节点至待划分分簇中，得到划分后的台区部分图。
具体地，在台区部分图中，确定节点数量大于第二节点阈值的待划分分簇。示例性的，第二节点阈值可设置为2，将台区部分图中大于2个节点的节点分簇作为孤立节点的待划分分簇。在台区相关矩阵中，获取每个待划分分簇中的终端单元与孤立节点对应的终端单元之间的元素作为相关系数，确定出最大相关系数对应的终端单元所在的待划分分簇。将孤立节点划分至该待划分分簇中。根据此方式，将孤立节点划分到待划分分簇后，得到划分后的台区部分图。
在本发明的一些实施例中，可在将数量大于等于第一节点阈值的节点分簇生成最大生成子树后，再依据上述划分方式，将孤立节点划分至对应的待划分分簇中，也可先将孤立节点进行划分处理，再对划分处理后的台区部分图中的数量大于等于第一节点阈值的节点分簇生成最大生成子树。
在本发明的一些实施例中，终端单元还包括处于二级节点上的二级终端单元、处于三级节点上的三级终端单元。基于台区子图，确定终端单元之间的拓扑关系，可以包括：
S510，在台区子图对应的终端单元中，根据台区子图对应的任一终端单元与一级终端单元之间的相关系数，确定二级终端单元，以及，一级终端单元与二级终端单元之间的拓扑关系。
S520，将台区子图对应的终端单元中，除二级终端单元之外的终端单元作为三级终端单元。
S530，基于二级终端单元与三级终端单元，生成二级终端单元与三级终端单元之间的拓扑关系。
在一些情况中，一级终端单元与台区中处于二级节点上的二级终端单元之间有拓扑连接关系的。在确定出如图4b所示的若干个台区子图后，还需要识别出每个台区子图中的二级终端单元，才能将一级终端单元和每个台区子图建立联系，从而生成完整的台区拓扑关系图。
具体地，一级终端单元可通过地址标识进行确定。如图4a或图4b中所示的节点0。二级终端单元在低压台区中是与一级终端单元存在拓扑连接关系的，因此可通过相关系数来确定出每个台区子图中的二级终端单元。台区相关矩阵中的元素是通过两个终端单元所采集的电压数据进行相关性量化计算得到的，因此可直接将台区相关矩阵中的元素值作为两个终端单元之间的相关系数。针对台区子图所对应的终端单元，在台区相关矩阵中确定出终端单元与以及终端单元之间的相关系数。因相关系数越大，终端单元之间的相关性越大，因此将最大相关系数值对应的终端单元作为本台区子图中的二级终端单元。通过这种方式确定出每个台区子图所对应的二级终端单元后，又因一级终端单元和二级终端单元在台区中是拓扑连接的，故可将图4b所示的一级终端单元节点0与识别得到的每个二级终端单元建立拓扑连接，得到图4c所示的完整拓扑图。
在确定出台区子图中的二级终端单元后，可直接将台区子图中剩余终端单元作为处于三级节点上的三级终端单元。继而，如图4c所示，通过台区子图中二级终端单元和三级终端单元之间的是否存在连线，确定出二级终端单元与三级终端单元之间的拓扑关系。
作为一个具体实施例，结合图6，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法可以包括：
S610，根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵。
S620，基于所元素最大值、元素均值对台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵。
S630，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵。
S640，从台区邻接矩阵中删除一级终端单元对应的元素，得到中间邻接矩阵。
S650，对中间邻接矩阵进行转换，得到台区部分图。
S660，对台区部分图进行分割，得到若干台区子图。
S670，在台区子图对应的终端单元中，根据台区子图对应的任一终端单元与一级终端单元之间的相关系数，确定二级终端单元，以及，一级终端单元与二级终端单元之间的拓扑关系。
S680，将台区子图对应的终端单元中，除二级终端单元之外的终端单元作为三级终端单元。
S690，基于二级终端单元与三级终端单元，生成二级终端单元与三级终端单元之间的拓扑关系。
综上所述，根据本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法，对终端单元采集的电压数据，利用三个相位上的单相电压数据和有效元素数，进行平均相关系数计算，得到台区相关矩阵，可以减少因采集的电压数据缺相或相位异常导致的拓扑关系识别错误的问题发生，使本方法具有很好的鲁棒性。对台区相关矩阵进行均值化处理，再基于指定阈值进行二值化处理，能够使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大。均值化处理后减少了单相电压数据之间相关性可能较小或者较大造成二值化有误的问题，使不同分支线或表箱上的终端单元的电压相关性差别更大，更容易被分割，从而使阈值适用范围更大。而且指定阈值可以通过大量同层级的台区数据统计学习得到，以达到增强普适性的目的。在将台区邻接矩阵转换为图时，通过先去除一级终端单元，转换为子图之后再加入一级终端单元的方式，可以减少因一级终端单元与各支线上的终端单元相关性都较强而影响阈值分割问题的发生。而且对于台区部分图，采用最大相关系数对孤立节点进行重分配以及对大于第一节点阈值的节点分簇生成最大生成子图，可以减少因相位异常或测量误差导致的节点分配错误的问题，从而提高终端单元之间拓扑关系识别率。
上述过程完成了低压台区中终端单元之间的拓扑关系识别。在低压台区中，各个分支线上还连接有多个电能表，电能表与分支线上的三级终端单元相连接，则将电能表与三级终端单元之间的拓扑关系识别后，再结合上述确定出的终端单元之间的拓扑关系，便可完成低压台区中的完整拓扑关系的确定。
由于电能表一般是与处于三级节点上的表箱终端单元拓扑连接的，因此，可以通过聚类的方式，直接将三级终端单元与电能表进行拓扑关系识别，得到台区中完整的拓扑连接关系。但是，由于表箱终端单元和电能表的数量都较多，直接计算将这两者进行聚类处理，会因数据量大导致计算速度低，对运算单元的算力需求较大。而由于位于台区中同一支线上的各设备采集的电压数据之间的相关性都会大于处于不同支线上的设备的电压数据的相关性。因此为了减小算力需求，本发明实施例中，可先确定出与二级节点上的二级终端单元处于同一支线上的电能表，再确定每个支线上，电能表与三级终端单元之间的拓扑连接关系。
需要说明的是，在本发明实施例中，电能表均为单相电能表，可以预先通过cco鉴相功能获得单相电能表所属相位，电能表可用于采集对应相位上的电表电压数据。
图7是根据本发明另一个实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法的流程图。如图7所示，电能表与终端单元之间的拓扑关系确定方法可以包括以下步骤：
S710，获取二级终端单元采集的二级电压数据和电能表采集的电表电压数据。
在本发明实施例中，获取二级终端单元和电能表在同一日第二预设时间段内分别采集的二级电压数据和电表电压数据。其中，二级电压数据可以包括A相电压数据、B相电压数据和C相电压数据中的任一项单相电压数据；电表电压数据为电能表对应相上的单相电压数据。为保证二级电压数据和电表电压数据的同步性，可采用HPLC同步采集技术进行终端单元和电能表的电压数据的采集。数据采集样点数不少于预设数量，即在预设时间段内采集电压的时间点不少于预设数量。
在获取到二级电压数据和电表电压数据后，也可对二者进行数据清洗，将二级电压数据中异常值或空值占比超出预设比例的单相电压数据以及异常值或空值占比超出预设比例电表电压数据中记为null。若电表电压数据中null的比重过大，可重新选取第二预设时间段，获取新的二级电压数据和电表电压数据，第二预设时间可选在用电高峰期。
S720，基于二级电压数据与电表电压数据，生成二级相关系数集合。
其中，二级相关系数集合中的相关系数用于表示二级电压数据所包括的单相电压数据和电表电压数据之间的相关程度。
具体地，二级相关系数是二级终端单元与电能表之间的相关系数，需计算每个电能表的电表电压数据分别与每个二级终端单元的二级电压数据中在对应相的单相电压数据之间的相关系数。为了不受出线电压、电气距离和负荷分布的影响，可引入皮尔逊相关系数来计算二级终端单元与电能表之间的相关系数。
在一个示例中，假设电能表包括A相电能表1、B相电能表2和C相电能表3，二级终端单元的数量为5，则需将A相电能表1的电表电压数据分别与5个二级终端单元的A相电压数据计算皮尔逊相关系数，得到A相电能表1对应的5个二级相关系数；将B相电能表2的电表电压数据分别与5个二级终端单元的B相电压数据计算皮尔逊相关系数，得到B相电能表2对应的5个二级相关系数；将C相电能表3的电表电压数据分别与5个二级终端单元的C相电压数据计算皮尔逊相关系数，得到C相电能表3对应的5个二级相关系数；计算得到的共15个二级相关系数组成二级相关系数集合。
S730，对二级相关系数集合进行聚类处理，确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表。
在本发明实施例中，对二级相关系数集合进行聚类识别可采用kmeans聚类方法，聚类后得到包括二级终端单元和电能表的若干个分簇，基于分簇确定出与二级终端单元处于同一支线上的电能表。
在本发明的一些实施例中，对二级相关系数集合进行聚类识别，确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表，包括：以二级终端单元的数量为分簇数，对二级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干二级终端单元对应的二级电表分簇；基于二级电表分簇中包括的二级终端单元和电能表，确定与二级电表分簇中的二级终端单元处于同一支线上的电能表。
具体地，因二级终端单元之间是独立的，没有拓扑连接关系的，因此二级终端单元的数量即低压台区中支线的数量。因此在进行kmeans聚类时，可引入二级终端单元的数量作为分簇数k，得到二级电表分簇。二级电表分簇中包括k个分簇，每个分簇中可包括一个二级终端单元和多个电能表。k个分簇对应k支线，位于同一个分簇中的二级终端单元和电能表即位于同一支线上的二级终端单元和电能表。
在一些实施例中，以二级终端单元的数量为分簇数，对二级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干二级终端单元对应的二级电表分簇，基于二级电表分簇中包括的二级终端单元和电能表，确定与二级电表分簇中的二级终端单元处于同一支线上的电能表，可以包括：基于二级电表分簇，确定二级目标分簇；其中，二级目标分簇中所包括的二级终端单元的数量为1；在二级目标分簇的数量与二级终端单元的数量相等的情况下，根据二级目标分簇中所包括的二级终端单元、电能表，确定与二级电表分簇中的二级终端单元处于同一支线上的电能表。
在一些情况中，对应实际情况，一个二级终端单元连接多个电能表，而二级终端单元之间为独立的。虽然引入二级终端单元的数量作为聚类的分簇数，但是聚类后可能会存在一个二级电表分簇中包括多个二级终端单元或不包括二级终端单元的情况，因此在聚类后，需要确认每个二级电表分簇中是否只包括1个二级终端单元。
具体地，将仅包含1个二级终端单元的二级电表分簇作为二级目标分簇，确定分簇结果中二级目标分簇的数量。若二级目标分簇的数量与二级终端单元的数量相等，则证明聚类成功。在二级目标分分簇中，位于同一分簇中的二级终端单元和电能表是处于同一支线上的。
在一些实施例中，重复执行以下步骤直至二级标分簇的数量与二级终端单元的数量相等：将二级电表分簇中除第二目标分簇之外的其他分簇，作为待重新聚类分簇；确定二级终端单元的数量与二级目标分簇的数量之差；以差作为新分簇数，对待重新聚类分簇中所包括的二级终端单元、电能表进行再次聚类处理，得到若干重聚类电表分簇。其中，重聚类电表分簇用作二级电表分簇。
在一些情况中，基于kmeans聚类方法对二级相关系数集合进行第一次聚类后，二级目标分簇的数量与二级终端单元的数量相等的情况概率并非为百分之百。若第一次聚类后，存在一些二级电表分簇中包含多个二级终端单元或不包含二级终端单元的情况，则还需对这些分簇进行处理。
具体地，确定出二级电表分簇中除二级目标分簇之外的其他分簇，作为待重新聚类分簇。确定出待重新聚类分簇中包括的二级终端单元和电能表。同时在二级相关系数集合中确定出待重新聚类分簇中包括的二级终端单元和电能表之间的相关系数，作为重新聚类的数据基础。重新聚类的分簇数应该为待重新聚类分簇中包括的二级终端单元的数量，即二级终端单元的数量和二级目标分簇的数量之差，以差作为新分簇数n，对待重新聚类分簇中所包括的二级终端单元、电能表再次进行kmeans聚类处理，得到n个重聚类电表分簇。若n个重聚类电表分簇中的每个分簇都只包含一个二级终端单元，则聚类结束。根据两次聚类的结果可去进行拓扑关系识别。若n个重聚类电表分簇中依旧包括二级终端单元的数量不为1的分簇，则将重聚类电表分簇用作二级电表分簇，再次执行上述过程，直至二级目标分簇的数量与二级终端单元的数量相等。
上述过程确定出了低压台区中，与二级终端单元位于同一支线上的电能表。针对每个支线，还需确定出，该支线上的电能表与该支线上的三级终端单元之间的拓扑连接关系，才可确定出低压台区的完整拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，如图8所示，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法还可以包括以下步骤：
S810，确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元。
S820，获取分簇三级终端单元采集的分簇三级电压数据和二级电表分簇中电能表采集的分簇电表电压数据。
S830，基于分簇三级电压数据与分簇电表电压数据，生成分簇三级相关系数集合。
其中，所述分簇三级相关系数集合中的相关系数用于表示所述分簇三级电压数据所包括的单相电压数据和所述分簇电表电压数据之间的相关程度。
S840，对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定二级电表分簇中与分簇三级终端单元连接的电能表。
具体地，针对二级电表分簇，依据上述确定出的终端单元之间的拓扑关系，确定出与二级电表分簇所包括的二级终端单元相连接的三级终端单元，作为该二级电表分簇的分簇三级终端单元。然后其中一个二级电表分簇，获取其对应的分簇三级终端单元和包括的电能表在同一日第三预设时间段内分别采集的分簇三级电压数据和分簇电表电压数据。其中，分簇三级电压数据可以包括A相电压数据、B相电压数据和C相电压数据中的任一项单相电压数据；分簇电表电压数据为电能表对应相上的单相电压数据。为保证分簇三级电压数据和分簇电表电压数据的同步性，可采用HPLC同步采集技术进行终端单元和电能表的电压数据的采集。数据采集样点数不少于预设数量，即在第三预设时间段内采集电压的时间点不少于预设数量。
基于分簇三级电压数据与分簇电表电压数据，生成分簇三级相关系数集合。分簇三级相关系数集合的生成方式可参考上述二级相关系数集合的生成方式，在此不再赘述。
在一些实施例中，对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定二级电表分簇中与分簇三级终端单元连接的电能表，可以包括：确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元的数量；以分簇三级终端单元的数量为分簇数，对分簇三级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干分簇三级终端单元对应的三级电表分簇；基于三级电表分簇中包括的三级终端单元和电能表，确定与三级电表分簇中的三级终端单元连接的电能表。
具体地，因在一个支线中，包括一个二级终端单元、多个三级终端单元以及多个电能表。二级终端单元与多个三级终端单元连接，作为三级终端单元的父节点。一个三级终端单元可与一个或多个电能表连接，作为电能表的父节点。故在对一个支线的分簇三级相关系数集合进行kmeans聚类时，以一个二级电表分簇中二级终端单元所连接的分簇三级终端单元的数量作为分簇数m进行聚类，得到m个三级电表分簇。根据三级电表分簇中包括的三级终端单元和电能表即确定出三级终端单元和电能表的拓扑关系。示例性的，一个二级电表分簇中包括二级终端单元X、电能表1、电能表2以及电能表3。与二级终端单元X相连接的有三级终端单元Y和三级终端单元Z。三级终端单元Y和三级终端单元Z为该二级电表分簇的分簇三级终端单元。在对分簇三级终端单元和电能表1、2、3进行聚类时，以分簇三级终端单元的数量2作为分簇数，得到2个三级电表分簇。每个三级电表分簇中可包括一个三级终端单元和一个或多个电能表。假设，一个三级电表分簇中包括三级终端单元Y、电能表1和电能表2，则可确定出电能表1和电能表2与三级终端单元Y是拓扑连接的。三级电表分簇中的三级终端单元为同簇内电能表的父节点。由此，可确定出所有二级电表分簇中分簇三级终端单元和分簇电能表之间的拓扑关系。其中，分簇三级终端单元和分簇电能表的聚类过程与上述二级终端单元和电能表的聚类过程相同，在此不再赘述。
作为一个具体实施例，如图9所示，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法还可以包括以下步骤：
S910，获取二级终端单元采集的二级电压数据和电能表采集的电表电压数据。
S920，基于二级电压数据与电表电压数据，生成二级相关系数集合。
S930，对二级相关系数集合进行聚类处理，得到若干二级电表分簇，根据二级电表分簇确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表。
S940，确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元。
S950，获取分簇三级终端单元采集的分簇三级电压数据和二级电表分簇中电能表采集的分簇电表电压数据。
S960，基于分簇三级电压数据与分簇电表电压数据，生成分簇三级相关系数集合。
S980，对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定二级电表分簇中与分簇三级终端单元连接的电能表。
综上所述，确定出电能表与三级终端单元之间的拓扑关系后，再结合上述确定出的终端单元之间的拓扑关系，可得到低压台区的完整拓扑关系确定。
作为另一个具体实施例，参照图10，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法还可以包括：
S1002，根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵。
S1004，基于所元素最大值、元素均值对台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵。
S1006，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵。
S1008，通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系。
S1010，获取二级终端单元采集的二级电压数据和电能表采集的电表电压数据。
S1012，基于二级电压数据与电表电压数据，生成二级相关系数集合。
S1014，对二级相关系数集合进行聚类处理，得到若干二级电表分簇，根据二级电表分簇确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表。
S1016，确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元。
S1018，获取分簇三级终端单元采集的分簇三级电压数据和二级电表分簇中电能表采集的分簇电表电压数据。
S1020，基于分簇三级电压数据与分簇电表电压数据，生成分簇三级相关系数集合。
S1022，对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定二级电表分簇中与分簇三级终端单元连接的电能表。
在本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法中，依靠指定阈值进行终端单元的拓扑关系分割以及利用kmeans聚类方式识别电能表和终端单元之间的拓扑关系，计算算量较小，处理流程简单，可以部署于能源控制器、融合终端等边缘设备、服务器、移动终端等设备。本方法仅依赖电压数据进行分析，大大降低了电力通信网络的采集压力和运算单元的算力需求。而且本方法在支持关键节点和电能表电压采集的台区就能使用，无需安装硬件设备，成本较低。本方法在三级和四级拓扑的台区上时，识别准确率能达到96％，在其他层级台区上识别准确率能达到95％以上，较同类算法有更高的精度。和特征电流方法相比，无需额外硬件，成本大大降低。
对应上述实施例，本发明的实施例还提供了一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置，低压台区设有若干终端单元；终端单元对若干个时间点上的各相电压进行采集，得到电压数据。如图11所示，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置包括：计算模块1110、均值化模块1120、二值化模块1130以及拓扑确定模块1140。
其中，计算模块1110，用于根据终端单元采集的电压数据，确定台区相关矩阵。其中，台区相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算而得到的；台区相关矩阵对应有元素均值、元素最大值。
均值化模块1120，用于基于元素最大值、元素均值对所述台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵。
二值化模块1130，用于利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵。
拓扑确定模块1140，用于通过分割台区邻接矩阵转换得到的图，确定终端单元之间的拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，均值化模块1120具体用于：获取台区相关矩阵中的元素与元素均值之间的第一差值、元素最大值与所述元素均值之间的第二差值；将第一差值与第二差值的商作为台区均值矩阵中的元素。
在本发明的一些实施例中，二值化模块1130具体用于：将台区均值矩阵中不大于指定阈值的元素的取值设置为第一指定取值；将台区均值矩阵中大于指定阈值的元素的取值设置为第二指定取值；其中，第一指定取值不等于第二指定取值。
在本发明的一些实施例中，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置还包括：删除模块，用于从所述台区邻接矩阵中删除所述一级终端单元对应的元素，得到中间邻接矩阵。拓扑确定模块1140还具体用于：对中间邻接矩阵进行转换，得到台区部分图；对台区部分图进行分割，得到若干台区子图；基于台区子图，确定终端单元之间的拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，拓扑确定模块1140还具体用于：在台区子图对应的终端单元中，根据所述台区子图对应的任一终端单元与所述一级终端单元之间的相关系数，确定二级终端单元，以及，一级终端单元与二级终端单元之间的拓扑关系；将台区子图对应的终端单元中，除二级终端单元之外的终端单元作为三级终端单元；基于二级终端单元与三级终端单元，生成二级终端单元与三级终端单元之间的拓扑关系。
在本发明的一些实施例中，计算模块1110具体用于：基于任意两个终端单元所采集的电压数据，确定三相相关矩阵；其中，三相相关矩阵中的元素是对任意两个终端单元所采集的电压数据所包括的单相电压数据进行相关性量化计算而得到的；根据三相相关矩阵中的目标元素以及有效元素数进行平均计算，得到台区相关矩阵；其中，目标元素用于表示电压数据中同相上的单相电压数据之间的相关程度；有效元素数用于表示处于有效状态的目标元素的数量。
在本发明的一些实施例中，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置还包括：
第一获取模块，用于获取二级终端单元采集的二级电压数据和所述电能表采集的电表电压数据。
第一生成模块，用于基于二级电压数据与电表电压数据，生成二级相关系数集合；其中，二级相关系数集合中的相关系数用于表示二级电压数据所包括的单相电压数据和电表电压数据之间的相关程度。
第一聚类模块，用于对二级相关系数集合进行聚类处理，确定与二级终端单元处于同一支线上的电能表。
在本发明的一些实施例中，第一聚类模块具体用于：以二级终端单元的数量为分簇数，对二级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干二级终端单元对应的二级电表分簇；基于二级电表分簇中包括的二级终端单元和电能表，确定与二级电表分簇中的二级终端单元处于同一支线上的电能表。
在本发明的一些实施例中，基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置还包括：
第一确定模块，用于确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元。
第二获取模块，用于获取分簇三级终端单元采集的分簇三级电压数据和二级电表分簇中电能表采集的分簇电表电压数据。
第二生成模块，用于基于分簇三级电压数据与分簇电表电压数据，生成分簇三级相关系数集合；其中，分簇三级相关系数集合中的相关系数用于表示分簇三级电压数据所包括的单相电压数据和分簇电表电压数据之间的相关程度。
第二聚类模块，用于对分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定二级电表分簇中与分簇三级终端单元连接的电能表。
在本发明的一些实施例中，第二聚类模块具体用于：确定与二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元的数量；以分簇三级终端单元的数量为分簇数，对分簇三级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干分簇三级终端单元对应的三级电表分簇；基于三级电表分簇中包括的三级终端单元和电能表，确定与三级电表分簇中的三级终端单元连接的电能表。
需要指出的是，上述对基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法的实施例和有益效果的解释说明，也适应本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置，为避免冗余，在此不作详细展开。
根据本发明实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置，对终端单元采集的电压数据进行相关性量化计算得到台区相关矩阵，然后对台区相关矩阵中的元素进行均值化处理，得到台区均值矩阵，利用指定阈值对台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵，将台区邻接矩阵转换为拓扑图，最终可确定出终端单元之间的拓扑关系。本方法依赖电压数据，利用阈值分割的方式，便可确定出终端单元之间的拓扑关系，过程简单。通过对电压数据进行相关性量化计算后，可减少因缺相或相位错乱导致的拓扑关系识别错误的问题。而且对台区相关矩阵做均值化处理后，可使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大，从而使阈值适用范围更大。
对应上述实施例，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序，该基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序被处理器执行时实现上述实施例的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，在该基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序被处理器执行时，能够依赖电压数据，利用阈值分割的方式，便可确定出终端单元之间的拓扑关系，过程简单。通过对电压数据进行相关性量化计算后，可减少因缺相或相位错乱导致的拓扑关系识别错误的问题。而且对台区相关矩阵做均值化处理后，可使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大，从而使阈值适用范围更大。
对应上述实施例，本发明的实施例还提供了一种电子设备。
图12是根据本发明一个实施例的电子设备的结构框图，如图12所示，该电子设备1200包括存储器1202、处理器1204及存储在存储器1202上并可在处理器1204上运行的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序1206，处理器1204执行基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序1206时，实现前述的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。
根据本发明实施例的电子设备，处理器1204执行基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序1106时，能够依赖电压数据，利用阈值分割的方式，便可确定出终端单元之间的拓扑关系，过程简单。通过对电压数据进行相关性量化计算后，可减少因缺相或相位错乱导致的拓扑关系识别错误的问题。而且对台区相关矩阵做均值化处理后，可使台区均值矩阵转换为图后，簇间数据分割更大，从而使阈值适用范围更大。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
在本发明中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，所述低压台区设有若干终端单元；所述终端单元对若干个时间点上的各相电压进行采集，得到电压数据；所述方法包括：
基于任意两个终端单元所采集的电压数据，确定三相相关矩阵；其中，所述三相相关矩阵中的元素是对所述任意两个终端单元所采集的电压数据所包括的单相电压数据进行相关性量化计算而得到的；
根据所述三相相关矩阵中的目标元素以及有效元素数进行平均计算，确定台区相关矩阵；其中，所述目标元素用于表示所述电压数据中同相上的单相电压数据之间的相关程度；所述有效元素数用于表示处于有效状态的目标元素的数量；目标元素的值是否为null来判断目标元素是否为处于有效状态，处于有效状态的目标元素的取值不为null；所述台区相关矩阵对应有元素均值、元素最大值；
基于所述元素最大值、所述元素均值对所述台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵；
利用指定阈值对所述台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵；
通过分割所述台区邻接矩阵转换得到的图，确定所述终端单元之间的拓扑关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述元素最大值、所述元素均值对所述台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵，包括：
获取所述台区相关矩阵中的元素与所述元素均值之间的第一差值、所述元素最大值与所述元素均值之间的第二差值；
将所述第一差值与所述第二差值的商作为所述台区均值矩阵中的元素。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用指定阈值对所述台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵，包括：
将所述台区均值矩阵中不大于所述指定阈值的元素的取值设置为第一指定取值；
将所述台区均值矩阵中大于所述指定阈值的元素的取值设置为第二指定取值；其中，第一指定取值不等于第二指定取值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端单元包括处于一级节点上的一级终端单元；在所述通过分割所述台区邻接矩阵转换得到的图，确定所述终端单元之间的拓扑关系之前，所述方法还包括：
从所述台区邻接矩阵中删除所述一级终端单元对应的元素，得到中间邻接矩阵；
所述通过分割所述台区邻接矩阵转换得到的图，确定所述终端单元之间的拓扑关系，包括：
对所述中间邻接矩阵进行转换，得到台区部分图；
对所述台区部分图进行分割，得到若干台区子图；
基于所述台区子图，确定所述终端单元之间的拓扑关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述终端单元还包括处于二级节点上的二级终端单元、处于三级节点上的三级终端单元；所述基于所述台区子图，确定所述终端单元之间的拓扑关系，包括：
在所述台区子图对应的终端单元中，根据所述台区子图对应的任一终端单元与所述一级终端单元之间的相关系数，确定所述二级终端单元，以及，所述一级终端单元与所述二级终端单元之间的拓扑关系；
将所述台区子图对应的终端单元中，除所述二级终端单元之外的终端单元作为所述三级终端单元；
基于所述二级终端单元与所述三级终端单元，生成所述二级终端单元与所述三级终端单元之间的拓扑关系。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述终端单元包括处于二级节点上的二级终端单元、与所述二级终端单元处于同一支线的电能表；所述方法还包括：
获取所述二级终端单元采集的二级电压数据和所述电能表采集的电表电压数据；
基于所述二级电压数据与所述电表电压数据，生成二级相关系数集合；其中，所述二级相关系数集合中的相关系数用于表示所述二级电压数据所包括的单相电压数据和所述电表电压数据之间的相关程度；
对所述二级相关系数集合进行聚类处理，确定与所述二级终端单元处于同一支线上的电能表。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述二级相关系数集合进行聚类识别，确定与所述二级终端单元处于同一支线上的电能表，包括：
以所述二级终端单元的数量为分簇数，对所述二级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干二级终端单元对应的二级电表分簇；
基于所述二级电表分簇中包括的二级终端单元和电能表，确定与所述二级电表分簇中的二级终端单元处于同一支线上的电能表。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述终端单元包括处于三级节点上的三级终端单元；其中，所述三级终端单元与电能表连接；所述方法还包括：
确定与所述二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元；
获取所述分簇三级终端单元采集的分簇三级电压数据和所述二级电表分簇中电能表采集的分簇电表电压数据；
基于所述分簇三级电压数据与所述分簇电表电压数据，生成分簇三级相关系数集合；其中，所述分簇三级相关系数集合中的相关系数用于表示所述分簇三级电压数据所包括的单相电压数据和所述分簇电表电压数据之间的相关程度；
对所述分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定所述二级电表分簇中与所述分簇三级终端单元连接的电能表。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述分簇三级相关系数集合进行聚类处理，确定所述二级电表分簇中与所述分簇三级终端单元连接的电能表，包括：
确定与所述二级电表分簇中的二级终端单元连接的分簇三级终端单元的数量；
以所述分簇三级终端单元的数量为分簇数，对所述分簇三级相关系数集合进行kmeans聚类，得到若干分簇三级终端单元对应的三级电表分簇；
基于所述三级电表分簇中包括的三级终端单元和电能表，确定与所述三级电表分簇中的三级终端单元连接的电能表。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序，该基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序被处理器执行时，实现权利要求1-9中任一项所述的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序，所述处理器执行所述基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别程序时，实现权利要求1-9中任一项所述的基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别方法。
12.一种基于阈值分割聚类的低压台区拓扑识别装置，其特征在于，所述低压台区设有若干终端单元；所述终端单元对若干个时间点上的各相电压进行采集，得到电压数据；所述装置包括：
计算模块，用于基于任意两个终端单元所采集的电压数据，确定三相相关矩阵；其中，所述三相相关矩阵中的元素是对所述任意两个终端单元所采集的电压数据所包括的单相电压数据进行相关性量化计算而得到的；根据所述三相相关矩阵中的目标元素以及有效元素数进行平均计算，确定台区相关矩阵；其中，所述目标元素用于表示所述电压数据中同相上的单相电压数据之间的相关程度；所述有效元素数用于表示处于有效状态的目标元素的数量；目标元素的值是否为null来判断目标元素是否为处于有效状态，处于有效状态的目标元素的取值不为null；所述台区相关矩阵对应有元素均值、元素最大值；
均值化模块，用于基于所述元素最大值、所述元素均值对所述台区相关矩阵进行均值化处理，得到台区均值矩阵；
二值化模块，用于利用指定阈值对所述台区均值矩阵中的元素进行二值化处理，得到台区邻接矩阵；
拓扑确定模块，用于通过分割所述台区邻接矩阵转换得到的图，确定所述终端单元之间的拓扑关系。
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