CN117638913A - 一种电网的拓扑识别方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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CN117638913A CN202311656415.XA CN202311656415A CN117638913A CN 117638913 A CN117638913 A CN 117638913A CN 202311656415 A CN202311656415 A CN 202311656415A CN 117638913 A CN117638913 A CN 117638913A
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Abstract

本发明公开了一种电网的拓扑识别方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；删除异常的原始电流值，得到多个有效的原始电流值、作为目标电流值；对目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；在原始矩阵中，计算目标电流值之间的相关系数、以表示线缆之间的拓扑结构；依据相关系数对电网中的多条线缆生成拓扑结构；对电网中的多条线缆显示拓扑结构。本实施例复用了电网中的多条线缆上的采样点及采集终端，并不增加硬件，成本低，并不依赖施工技术资料，适用于不同年代建成的电网，可以广泛采集到电网中的多条线缆的电流，使得拓扑结构可以大体上反映电网的多条线缆的实际分布情况。

Description

一种电网的拓扑识别方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种电网的拓扑识别方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在电网的日常维护中，通常将电网中的断路器等开关设备、母线、发电机、同步电动机、负荷点等元件相联系，抽象成与其样式无关的一个个节点，而把连接这些节点的线缆抽象成线，进而以拓扑结构的形式来表示这些节点之间的关系，为用电的监测和电网故障排除提供了参考。
但是，由于电网各部分建成的年代不同，其接线错综复杂，加之施工技术资料缺失等原因，使得描绘电网的拓扑结构较为困难，给电网的日常维护带来了诸多困难。
发明内容
本发明提供了一种电网的拓扑识别方法、装置、设备及存储介质，以解决如何对识别电网的拓扑结构的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种电网的拓扑识别方法，包括：
分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；
删除异常的所述原始电流值，得到多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值；
对所述目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；
在所述原始矩阵中，计算所述目标电流值之间的相关系数、以表示所述线缆之间的拓扑结构；
依据所述相关系数对所述电网中的多条所述线缆生成拓扑结构；
对所述电网中的多条所述线缆显示所述拓扑结构。
可选地，所述删除异常的所述原始电流值，得到多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值，包括：
查询所有所述原始电流值的数值属性；
若所述原始电流值的数值属性为负数，则确定所述原始电流值异常；
对所有所述原始电流值计算标准差与平均值；
在所述平均值的基础上，分别加上所述标准差的三倍、减去所述标准差的三倍，得到数值范围；
确定位于所述数值范围之外的所述原始电流值异常；
将所有所述原始电流值进行比较；
若所述原始电流值重复，则确定所述原始电流值异常；
删除异常的所述原始电流值，以筛选出多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值。
可选地，所述对所述目标电流值进行重排序，得到原始矩阵，包括：
将所述目标电流值组合为原始矩阵，所述原始矩阵的行为所述电网中的多条所述线缆的所述目标电流值、列为各条所述线缆的目标电流值；
将所述原始矩阵中的各行所述目标电流值相加，得到电流向量；
对所述电流向量进行降序排列；
依据所述电流向量排列的顺序对所述原始矩阵中的多列所述目标电流值进行降序排列。
可选地，所述在所述原始矩阵中，计算所述目标电流值之间的相关系数、以表示所述线缆之间的拓扑结构，包括：
在所述原始矩阵中，计算任意两列的所述目标电流值之间的相关系数；
将所述相关系数归一化至预设的相关范围，其中，所述相关范围的中间值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于不同分支，所述相关范围中大于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一分支，所述相关范围中小于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一父节点。
可选地，所述依据所述相关系数对所述电网中的多条所述线缆生成拓扑结构，包括：
将所述相关系数组成相关矩阵；
遍历所述相关矩阵中的所述相关系数，生成表示所述线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵；
将所述邻接矩阵转换为所述电网中的多条所述线缆的、属于管网树状的拓扑结构。
可选地，所述遍历所述相关矩阵中的所述相关系数，生成表示所述线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵，包括：
对所述电网中的多条所述线缆构建邻接矩阵，所述邻接矩阵中的元素初始为表示所述线缆之间不存在连接关系的第一值；
查询趋于所述相关系数的上限值的正相关区间；
若所述相关系数在所述正相关区间内，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间存在连接关系；
若所述相关系数在所述正相关区间外，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间不存在连接关系；
在所述邻接矩阵中，将存在连接关系的所述电缆对应的所述元素从所述第一值修改为第二值；
在所述邻接矩阵中，维持不存在连接关系的所述电缆对应的所述元素为所述第一值不变。
可选地，所述对所述电网中的多条所述线缆显示所述拓扑结构，包括：
加载网页；
在所述网页上使用树脚本对所述电网中的多条所述线缆绘制所述拓扑结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种电网的拓扑识别装置，包括：
原始电流采集模块，用于分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；
异常电流删除模块，用于删除异常的所述原始电流值，得到多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值；
电流重排序模块，用于对所述目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；
相关系数计算模块，用于在所述原始矩阵中，计算所述目标电流值之间的相关系数、以表示所述线缆之间的拓扑结构；
拓扑结构生成模块，用于依据所述相关系数对所述电网中的多条所述线缆生成拓扑结构；
拓扑结构显示模块，用于对所述电网中的多条所述线缆显示所述拓扑结构。
可选地，所述异常电流删除模块包括：
数值属性查询模块，用于查询所有所述原始电流值的数值属性；
属性异常确定模块，用于若所述原始电流值的数值属性为负数，则确定所述原始电流值异常；
统计数据计算模块，用于对所有所述原始电流值计算标准差与平均值；
数值范围生成模块，用于在所述平均值的基础上，分别加上所述标准差的三倍、减去所述标准差的三倍，得到数值范围；
数值异常确定模块，用于确定位于所述数值范围之外的所述原始电流值异常；
电流比较模块，用于将所有所述原始电流值进行比较；
重复异常确定模块，用于若所述原始电流值重复，则确定所述原始电流值异常；
电流筛选模块，用于删除异常的所述原始电流值，以筛选出多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值。
可选地，所述电流重排序模块包括：
原始矩阵组合模块，用于将所述目标电流值组合为原始矩阵，所述原始矩阵的行为所述电网中的多条所述线缆的所述目标电流值、列为各条所述线缆的目标电流值；
电流相加模块，用于将所述原始矩阵中的各行所述目标电流值相加，得到电流向量；
向量排序模块，用于对所述电流向量进行降序排列；
列排序模块，用于依据所述电流向量排列的顺序对所述原始矩阵中的多列所述目标电流值进行降序排列。
可选地，所述相关系数计算模块包括：
列系数计算模块，用于在所述原始矩阵中，计算任意两列的所述目标电流值之间的相关系数；
相关范围映射模块，用于将所述相关系数归一化至预设的相关范围，其中，所述相关范围的中间值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于不同分支，所述相关范围中大于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一分支，所述相关范围中小于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一父节点。
可选地，所述拓扑结构生成模块包括：
相关矩阵组成模块，用于将所述相关系数组成相关矩阵；
邻接矩阵生成模块，用于遍历所述相关矩阵中的所述相关系数，生成表示所述线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵；
拓扑结构转换模块，用于将所述邻接矩阵转换为所述电网中的多条所述线缆的、属于管网树状的拓扑结构。
可选地，所述邻接矩阵生成模块包括：
邻接矩阵构建模块，用于对所述电网中的多条所述线缆构建邻接矩阵，所述邻接矩阵中的元素初始为表示所述线缆之间不存在连接关系的第一值；
正相关区间查询模块，用于查询趋于所述相关系数的上限值的正相关区间；
第一关系确定模块，用于若所述相关系数在所述正相关区间内，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间存在连接关系；
第二关系确定模块，用于若所述相关系数在所述正相关区间外，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间不存在连接关系；
元素修改模块，用于在所述邻接矩阵中，将存在连接关系的所述电缆对应的所述元素从所述第一值修改为第二值；
元素维持模块，用于在所述邻接矩阵中，维持不存在连接关系的所述电缆对应的所述元素为所述第一值不变。
可选地，所述拓扑结构显示模块包括：
网页加载模块，用于加载网页；
网页绘制模块，用于在所述网页上使用树脚本对所述电网中的多条所述线缆绘制所述拓扑结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的电网的拓扑识别方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的电网的拓扑识别方法。
在本实施例中，分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；删除异常的原始电流值，得到多个有效的原始电流值、作为目标电流值；对目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；在原始矩阵中，计算目标电流值之间的相关系数、以表示线缆之间的拓扑结构；依据相关系数对电网中的多条线缆生成拓扑结构；对电网中的多条线缆显示拓扑结构。本实施例依据电网中的多条线缆在电流上的相关性生成拓扑结构，复用了电网中的多条线缆上的采样点及采集终端，并不增加硬件，成本低，并不依赖施工技术资料，适用于不同年代建成的电网，可以广泛采集到电网中的多条线缆的电流，使得拓扑结构可以大体上反映电网的多条线缆的实际分布情况，不仅运算简单，而且为电网的用电监测、故障排除提供有效的参考。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种电网的拓扑识别方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一提供的一种拓扑结构的示例图；
图3是根据本发明实施例二提供的一种电网的拓扑识别装置的结构示意图；
图4是根据本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够涵盖除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种电网的拓扑识别方法的流程图，该方法可以由电网的拓扑识别装置来执行，该电网的拓扑识别装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该电网的拓扑识别装置可配置于电子设备中。如图1所示，该方法包括：
步骤101、分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值。
一般情况下，无论在哪个年代建成的电网，其线缆上设有采样点，在采样点中设置有采集终端，可实时测量采集终端所在线缆内的电流。
在一段时间内的各个时刻，可调用各个采集终端分别对电网中的各条线缆采集到电流的数据，将同一时刻各条线缆的电流的数据组成原始电流值，在多个时刻可以累积出若干条原始电流值。
假设电网中存在n(n为正整数)条线缆，则一条完整的原始电流值的记录中，共有n条线缆的原始电流值。
步骤102、删除异常的原始电流值，得到多个有效的原始电流值、作为目标电流值。
由于采集终端故障、线缆故障(如局部放电等)、电网的潮流波动等因素，原始电流值的质量存在一定的波动，因此，可以对所有原始电流值进行预处理，从所有原始电流值中筛选出异常的原始电流值，删除这些异常的原始电流值，剩余的原始电流值为有效的原始电流值，可以将这些有效的原始电流值标记为目标电流值，从而提高目标电流值的质量，提高识别电网中各条线缆的拓扑结构的精确度。
示例性地，对所有原始电流值进行的预处理包括：
1、数值属性
在此预处理中，可以查询所有原始电流值的数值属性，该数值属性可以包括正数、0、负数等。
若某条原始电流值的数值属性为负数，则确定该条原始电流值异常。
2、数值偏大
在此预处理中，将所有原始电流值视为正态分布，对所有原始电流值计算标准差σ与平均值μ。
在平均值μ的基础上，分别加上标准差的三倍3σ、减去标准差的三倍3σ，得到数值范围(μ-3σ，μ+3σ)。
在正态分布中，原始电流值分布在数值范围(μ-3σ,μ+3σ)中的概率为0.9974，
确定数值位于数值范围之外的原始电流值异常，其不属于随机误差而是粗大误差，含有该误差的数据应予以剔除。
3、数值重复
在此预处理中，将所有原始电流值逐条进行比较。
若某条原始电流值重复，则确定该条原始电流值异常。
当然，上述检测异常的原始电流值的方式只是作为示例，在实施本实施例时，可以根据实际情况设置其它检测异常的原始电流值的方式，本实施例对此不加以限制。另外，除了上述检测异常的原始电流值的方式外，本领域技术人员还可以根据实际需要采用其它检测异常的原始电流值的方式，本实施例对此也不加以限制。
对于各条异常的原始电流值，则可以删除各条异常的原始电流值，以筛选出多个有效的原始电流值、作为目标电流值。
假设筛选出m(m为正整数)条有效的目标电流值，一条原始电流值中共有n个电流的数据，则目标电流值表示为Ai＝[ai1,ai2,...,ain](i＝1,2,...,m)。
步骤103、对目标电流值进行重排序，得到原始矩阵。
在本实施例中，可以重新对采样点采集的目标电流值进行排序，以矩阵的形式记录目标电流值，记为原始矩阵A。
在具体实现中，可以将目标电流值组合为m行n列的原始矩阵A，其中，原始矩阵A的m行为电网中的多条线缆的目标电流值(即一条完整的目标电流值)、n列为各条线缆的目标电流值。
将原始矩阵A中的各行目标电流值相加，得到电流向量X。
使用快速排序算法等方式对电流向量X进行降序排列。
依据电流向量X排列的顺序对原始矩阵中的多列目标电流值进行降序排列。
步骤104、在原始矩阵中，计算目标电流值之间的相关系数、以表示线缆之间的拓扑结构。
在原始矩阵A中，可以逐列对目标电流值进行相关性分析，计算任意两列目标电流值之间的相关系数、从而表示任意两条线缆之间的拓扑结构。
在具体实现中，在原始矩阵A中，可以使用Pearson(皮尔逊)、Spearman(斯皮尔曼)、Polyserial(多序列)等算法计算任意两列的目标电流值之间的相关系数rij。
将相关系数rij归一化至预设的相关范围(如[-1，1])。
其中，相关范围的上限值(如1)表示任意两列的目标电流值所属的线缆之间完全正相关，相关范围的下限值(如-1)表示任意两列的目标电流值所属的线缆之间完全负相关。
一般情况下，任意两列的目标电流值为相同列的目标电流值，即相同线缆的目标电流值，其相关系数为1。
那么，相关范围的中间值(如0)表示任意两列的目标电流值所属的线缆之间的拓扑结构为任意两列的目标电流值所属的线缆属于不同分支。
相关范围中大于中间值的数值(如(0，1])表示任意两列的目标电流值所属的线缆之间的拓扑结构为任意两列的目标电流值所属的线缆属于同一分支。
相关范围中小于中间值的数值(如[-1，0))表示任意两列的目标电流值所属的线缆之间的拓扑结构为任意两列的目标电流值所属的线缆属于同一父节点。
步骤105、依据相关系数对电网中的多条线缆生成拓扑结构。
在具体实现中，可以将识别电网中各条线缆的拓扑的问题描述为从具有n个节点(对应n条线缆的采样点)的完全图中寻找一个树，使该树的拓扑结构满足各个时刻观测的电流，即，这个树中的每个节点的电流为其子节点的电流的上界。
此问题本质上属于一种NP-hardness(非确定性多项式时间硬度)复杂度的拓扑结构的辨识问题，在本实施例中，可以依据相关系数解析电网中的多条线缆生成拓扑结构，从而对电网中的多条线缆生成拓扑结构。
在本发明的一个实施例中，步骤105可以包括如下步骤：
步骤1051、将相关系数组成相关矩阵。
在本实施例中，可以构建一个n行n列的对称矩阵，记为相关矩阵R，其中，n行表示电网中的n条线缆，n列表示电网中的n条线缆。
将任意两条线缆的目标电流值之间的相关系数作为相关矩阵R中的元素(向量)，写入相关矩阵R中。
步骤1052、遍历相关矩阵中的相关系数，生成表示线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵。
在本实施例中，可以遍历相关矩阵中的相关系数，依据相关系数表征的拓扑结构，生成表示该相关系数所属两条线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵。
在具体实现中，可以对电网中的多条线缆构建一个n行n列的矩阵，记为邻接矩阵G，其中，n行表示电网中的n条线缆，n列表示电网中的n条线缆，邻接矩阵G中的元素(向量)初始为表示其对应的两条线缆之间不存在连接关系的第一值(如0)。
查询趋于相关系数的上限值的正相关区间，所谓趋向，即该正相关区间(以中间值等形式标识)与相关系数的上限值之间的差值小于阈值，例如，相关系数所处的相关范围为[-1，1]，相关系数的上限值为1，则正相关区间为[0.8，1]。
遍历相关矩阵R的各个相关系数rij，依次将相关矩阵R的各个相关系数rij与正相关区间进行比较。
若相关系数rij在正相关区间内，则确定相关系数rij对应的两条电缆之间存在连接关系(正相关性)。
若相关系数rij在正相关区间外，则确定相关系数rij对应的两条电缆之间不存在连接关系。
在邻接矩阵G中，将存在连接关系的电缆对应的元素gij从第一值(如0)修改为第二值(如1)。
在邻接矩阵G中，维持不存在连接关系的电缆对应的元素gij为第一值(如0)不变。
在一个示例中，相关矩阵R如下：
设正相关区间为[0.8，1]，则邻接矩阵G如下：
步骤1053、将邻接矩阵转换为电网中的多条线缆的、属于树形的拓扑结构。
如图2所示，可以以邻接矩阵G中的各个元素为节点，将邻接矩阵G进行图形转换，得到电网中的多条线缆的、属于管网树状的拓扑结构，使电网中的多条线缆的拓扑结构实现图形化。
步骤106、对电网中的多条线缆显示拓扑结构。
在本实施例中，可以在用户界面(User Interface，UI)将电网中的多条线缆的拓扑结构显示出来，给用户浏览，便于用户对电网的用电进行监测和对电网的故障进行排除。
在具体实现中，可以加载Web网页，在网页上使用树脚本(three.js)对电网中的多条线缆绘制拓扑结构，在Web网页中将电网中的多条线缆绘制拓扑结构呈现给用户。
其中，Three.js是一个3D JavaScript库，它在WebGL之上运行。这个库可以简化处理拓扑结构的过程，使用少量代码即可得绘制拓扑结构的场景，并不依赖复杂的着色器和矩阵，大大降低了绘制拓扑结构的技术门槛。
其中，WebGL是一种JavaScript API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)，它可以在画布中呈现三角形，而且它使用访问者的GPU(图形处理单元)，处理速度快。
在本实施例中，分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；删除异常的原始电流值，得到多个有效的原始电流值、作为目标电流值；对目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；在原始矩阵中，计算目标电流值之间的相关系数、以表示线缆之间的拓扑结构；依据相关系数对电网中的多条线缆生成拓扑结构；对电网中的多条线缆显示拓扑结构。本实施例依据电网中的多条线缆在电流上的相关性生成拓扑结构，复用了电网中的多条线缆上的采样点及采集终端，并不增加硬件，成本低，并不依赖施工技术资料，适用于不同年代建成的电网，可以广泛采集到电网中的多条线缆的电流，使得拓扑结构可以大体上反映电网的多条线缆的实际分布情况，不仅运算简单，而且为电网的用电监测、故障排除提供有效的参考。
实施例二
图3为本发明实施例三提供的一种电网的拓扑识别装置的结构示意图。如图3所示，该装置包括：
原始电流采集模块301，用于分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；
异常电流删除模块302，用于删除异常的所述原始电流值，得到多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值；
电流重排序模块303，用于对所述目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；
相关系数计算模块304，用于在所述原始矩阵中，计算所述目标电流值之间的相关系数、以表示所述线缆之间的拓扑结构；
拓扑结构生成模块305，用于依据所述相关系数对所述电网中的多条所述线缆生成拓扑结构；
拓扑结构显示模块306，用于对所述电网中的多条所述线缆显示所述拓扑结构。
在本发明的一个实施例中，所述异常电流删除模块302包括：
数值属性查询模块，用于查询所有所述原始电流值的数值属性；
属性异常确定模块，用于若所述原始电流值的数值属性为负数，则确定所述原始电流值异常；
统计数据计算模块，用于对所有所述原始电流值计算标准差与平均值；
数值范围生成模块，用于在所述平均值的基础上，分别加上所述标准差的三倍、减去所述标准差的三倍，得到数值范围；
数值异常确定模块，用于确定位于所述数值范围之外的所述原始电流值异常；
电流比较模块，用于将所有所述原始电流值进行比较；
重复异常确定模块，用于若所述原始电流值重复，则确定所述原始电流值异常；
电流筛选模块，用于删除异常的所述原始电流值，以筛选出多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值。
在本发明的一个实施例中，所述电流重排序模块303包括：
原始矩阵组合模块，用于将所述目标电流值组合为原始矩阵，所述原始矩阵的行为所述电网中的多条所述线缆的所述目标电流值、列为各条所述线缆的目标电流值；
电流相加模块，用于将所述原始矩阵中的各行所述目标电流值相加，得到电流向量；
向量排序模块，用于对所述电流向量进行降序排列；
列排序模块，用于依据所述电流向量排列的顺序对所述原始矩阵中的多列所述目标电流值进行降序排列。
在本发明的一个实施例中，所述相关系数计算模块304包括：
列系数计算模块，用于在所述原始矩阵中，计算任意两列的所述目标电流值之间的相关系数；
相关范围映射模块，用于将所述相关系数归一化至预设的相关范围，其中，所述相关范围的中间值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于不同分支，所述相关范围中大于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一分支，所述相关范围中小于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一父节点。
在本发明的一个实施例中，所述拓扑结构生成模块305包括：
相关矩阵组成模块，用于将所述相关系数组成相关矩阵；
邻接矩阵生成模块，用于遍历所述相关矩阵中的所述相关系数，生成表示所述线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵；
拓扑结构转换模块，用于将所述邻接矩阵转换为所述电网中的多条所述线缆的、属于管网树状的拓扑结构。
在本发明的一个实施例中，所述邻接矩阵生成模块包括：
邻接矩阵构建模块，用于对所述电网中的多条所述线缆构建邻接矩阵，所述邻接矩阵中的元素初始为表示所述线缆之间不存在连接关系的第一值；
正相关区间查询模块，用于查询趋于所述相关系数的上限值的正相关区间；
第一关系确定模块，用于若所述相关系数在所述正相关区间内，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间存在连接关系；
第二关系确定模块，用于若所述相关系数在所述正相关区间外，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间不存在连接关系；
元素修改模块，用于在所述邻接矩阵中，将存在连接关系的所述电缆对应的所述元素从所述第一值修改为第二值；
元素维持模块，用于在所述邻接矩阵中，维持不存在连接关系的所述电缆对应的所述元素为所述第一值不变。
在本发明的一个实施例中，所述拓扑结构显示模块306包括：
网页加载模块，用于加载网页；
网页绘制模块，用于在所述网页上使用树脚本对所述电网中的多条所述线缆绘制所述拓扑结构。
本发明实施例所提供的电网的拓扑识别装置可执行本发明任意实施例所提供的电网的拓扑识别方法，具备执行电网的拓扑识别方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，如电网的拓扑识别方法。
在一些实施例中，电网的拓扑识别方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的电网的拓扑识别方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行电网的拓扑识别方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
实施例四
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现如本发明任一实施例所提供的电网的拓扑识别方法。
计算机程序产品在实现的过程中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电网的拓扑识别方法，其特征在于，包括：
分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；
删除异常的所述原始电流值，得到多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值；
对所述目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；
在所述原始矩阵中，计算所述目标电流值之间的相关系数、以表示所述线缆之间的拓扑结构；
依据所述相关系数对所述电网中的多条所述线缆生成拓扑结构；
对所述电网中的多条所述线缆显示所述拓扑结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述删除异常的所述原始电流值，得到多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值，包括：
查询所有所述原始电流值的数值属性；
若所述原始电流值的数值属性为负数，则确定所述原始电流值异常；
对所有所述原始电流值计算标准差与平均值；
在所述平均值的基础上，分别加上所述标准差的三倍、减去所述标准差的三倍，得到数值范围；
确定位于所述数值范围之外的所述原始电流值异常；
将所有所述原始电流值进行比较；
若所述原始电流值重复，则确定所述原始电流值异常；
删除异常的所述原始电流值，以筛选出多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标电流值进行重排序，得到原始矩阵，包括：
将所述目标电流值组合为原始矩阵，所述原始矩阵的行为所述电网中的多条所述线缆的所述目标电流值、列为各条所述线缆的目标电流值；
将所述原始矩阵中的各行所述目标电流值相加，得到电流向量；
对所述电流向量进行降序排列；
依据所述电流向量排列的顺序对所述原始矩阵中的多列所述目标电流值进行降序排列。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述原始矩阵中，计算所述目标电流值之间的相关系数、以表示所述线缆之间的拓扑结构，包括：
在所述原始矩阵中，计算任意两列的所述目标电流值之间的相关系数；
将所述相关系数归一化至预设的相关范围，其中，所述相关范围的中间值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于不同分支，所述相关范围中大于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一分支，所述相关范围中小于所述中间值的数值表示所述线缆之间的拓扑结构为所述线缆属于同一父节点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述依据所述相关系数对所述电网中的多条所述线缆生成拓扑结构，包括：
将所述相关系数组成相关矩阵；
遍历所述相关矩阵中的所述相关系数，生成表示所述线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵；
将所述邻接矩阵转换为所述电网中的多条所述线缆的、属于管网树状的拓扑结构。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述遍历所述相关矩阵中的所述相关系数，生成表示所述线缆之间是否存在连接关系的邻接矩阵，包括：
对所述电网中的多条所述线缆构建邻接矩阵，所述邻接矩阵中的元素初始为表示所述线缆之间不存在连接关系的第一值；
查询趋于所述相关系数的上限值的正相关区间；
若所述相关系数在所述正相关区间内，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间存在连接关系；
若所述相关系数在所述正相关区间外，则确定所述相关系数对应的所述电缆之间不存在连接关系；
在所述邻接矩阵中，将存在连接关系的所述电缆对应的所述元素从所述第一值修改为第二值；
在所述邻接矩阵中，维持不存在连接关系的所述电缆对应的所述元素为所述第一值不变。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电网中的多条所述线缆显示所述拓扑结构，包括：
加载网页；
在所述网页上使用树脚本对所述电网中的多条所述线缆绘制所述拓扑结构。
8.一种电网的拓扑识别装置，其特征在于，包括：
原始电流采集模块，用于分别对电网中的多条线缆采集电流，以组成原始电流值；
异常电流删除模块，用于删除异常的所述原始电流值，得到多个有效的所述原始电流值、作为目标电流值；
电流重排序模块，用于对所述目标电流值进行重排序，得到原始矩阵；
相关系数计算模块，用于在所述原始矩阵中，计算所述目标电流值之间的相关系数、以表示所述线缆之间的拓扑结构；
拓扑结构生成模块，用于依据所述相关系数对所述电网中的多条所述线缆生成拓扑结构；
拓扑结构显示模块，用于对所述电网中的多条所述线缆显示所述拓扑结构。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的电网的拓扑识别方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的电网的拓扑识别方法。
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