台区识别方法及装置与流程

本发明实施例涉及电力，尤其涉及一种台区识别方法及装置。

背景技术：

1、目前，基于台区供电量和售电量的线损核算结果精度低，由于人工维护的档案图实不符，实际线路走线复杂，工程隐蔽，拉网摸排异常定位效率低下，制约着线损精益管理、故障定位抢修等应用。当台区三相负载不平衡时，配电变压器利用率低下，造成线路损耗增大，影响线损指标，因此，为了提高供电安全，保障用户正常生活，需要辨识低压用户的供电所属相位和线路。

2、目前实现配电台区识别路线通常采用基于fsk电力载波信号的硬件设备进行台区识别，将主机安装在待测变压器，工作人员携手持终端在用户侧进线口开展工作，检测出各户所属相位和分支信息；基于特征电流的改装模块进行台区识别，在低压配电线路(或母线)处添加新设备，由模块发送和接收注入电流信号进行相位和分支识别；基于电表数据的软件智能算法进行台区识别，利用总表和各户表的电压曲线变化趋势吻合度进行相位识别，利用分支单元和户表的电流、电压和功率等信息得到分支关系。而上述识别方法需要部署专用设备，并且脉冲电流信号可能会有谐波干扰，影响供电可靠性，而且每个台区不一定有总表或者分支表。

技术实现思路

1、基于现有技术的上述情况，本发明实施例的目的在于提供一种台区识别方法及装置，基于电压相似度和mesh网络进行台区判别，硬件构成简单，可靠性和准确率高。

2、为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种台区识别方法，包括步骤：

3、同步采集待识别台区所有电表在预设的多个时刻的电压值数据，以及各电表与其邻居节点的增益值；

4、计算各电表的电压值之间的电压相似度，生成电压相似度矩阵；

5、根据所述电压相似度矩阵对电压值的相位进行判别，以得到台区相位识别结果；

6、根据不同增益值下的电表组合规律确定分支判断阈值，并根据该分支判断阈值得到台区中各电表的连接关系，以得到台区分支识别结果。

7、进一步的，每个所述电压值数据包括电表mac地址、采集开始时刻ntb、采集结束时刻ntb和电压值。

8、进一步的，所述方法还包括：

9、对所有电表的采集时刻进行取交集获取公共时刻，剔除掉不同于公共时刻的电压值数据；对于返回值异常的数据，采用该数据前后数据求均值替换该数据。

10、进一步的，所述方法还包括：

11、对电压值数据进行标准化处理，使处理后的电压值数据介于0-1之间；

12、对标准化处理后的电压值数据进行降维处理，得到降维后的电压值数据矩阵u_pca：

13、

14、其中，u1 u2…uk为k×t矩阵，表示所有电表的电压值数据生成的原始样本集，k表示台区中电表的个数，t表示采集时刻的总点数；i∈[1，m]，m表示降维处理时设定的维度；矩阵u_pca中第一行数据为第一个电表降维后的电压值，第二行数据为第二个电表降维后的电压值，……，第k行数据为第k个电表降维后的电压值。

15、进一步的，计算各电表的电压值之间的电压相似度，生成电压相似度矩阵，包括步骤：

16、采用电压欧氏距离表示电压相似度，根据如下公式计算第一个电表与第二个电表之间的电压欧氏距离：

17、

18、依次计算每个其他电表与第一电表的电压欧式距离；

19、依照以上步骤分别计算第二电表至第k电表与其他电表之间的电压欧氏距离；

20、将所有电表两两之间的电压欧氏距离构成电压相似度矩阵all_dist：

21、

22、其中，j∈[1，k]。

23、进一步的，根据所述电压相似度矩阵对电压值的相位进行判别，包括步骤：

24、对所述电压相似度矩阵all_dist中的每一行数据排序做差；

25、在每一行数据最大差值对应的数值中，选取其中的最大值作为阈值θ；

26、从第一行开始遍历电压相似度矩阵all_dist中所有数据，若d1j≤θ，则将d1j对应位置的数据置1，得到中间矩阵；

27、对中间矩阵每一行中数据为1的对应电表进行统计，得到三类电表，所述三类电表表示三个相位的电表；根据实际一两个表的相位可判断该电表为a相、b相或c相。

28、进一步的，根据不同增益值下的电表组合规律确定分支判断阈值，包括步骤：

29、将所有电表之间的增益值构成k×k矩阵格式的3mesh；

30、将k×k矩阵格式的3mesh中，从s＝min_snr至s＝max_snr统计每个电表的邻居集合，若某个电表和其他电表的衰减值小于等于s，则衰减值s下，该电表的邻居集合为自身和所述其他电表；

31、依据以上各步骤依次统计台区所有电表的衰减邻居集合m；

32、计算所述衰减邻居集合m中每个衰减值下的所有电表不同邻居个数的电表数量，根据电表数量占比确定分支判断阈值；

33、其中，k表示台区中电表的个数，mesh矩阵表示网络中电表节点两两之间的邻居信息增益值，其中邻居信息包括增益值；max_snr和min_snr分别为3mesh矩阵中的最大值和最小值；s∈[min_snr，max_snr]；衰减邻居集合m为k×n矩阵，所述n为不同信号衰减值个数，n＝max_snr-min_snr+1。

34、进一步的，所述根据电表数量占比确定分支判断阈值，包括步骤：

35、每个衰减值s对应一个不同邻居个数的电表数量分布为(n1 n2 n3 n4 n5 n6n7n8 n9 n10 n11)；

36、根据电表数量分布中不同个数的占比情况，选择对应的衰减值s作为分支判断的阈值；

37、其中，n1为所有电表中邻居个数为1的表数量，n2为所有电表中邻居个数为2的表数量，...，n11为所有电表中邻居个数11以上的表数量，且k＝n1+n2+n3+...+n11。

38、进一步的，根据该分支判断阈值得到台区中各电表的连接关系，包括步骤：

39、选择该分支判断阈值下所有电表的邻居集合，进行取交集合并得到若干个集合，做为分支识别的结果。

40、根据本发明的第二个方面，提供了一种台区识别装置，包括：

41、数据采集模块，用于同步采集待识别台区所有电表在预设的多个时刻的电压值数据，以及各电表与其邻居节点的增益值；

42、电压相似度矩阵生成模块，用于计算各电表的电压值之间的电压相似度，生成电压相似度矩阵；

43、相位判别模块，用于根据所述电压相似度矩阵对电压值的相位进行判别，以得到台区相位识别结果；

44、台区识别模块，用于根据不同增益值下的电表组合规律确定分支判断阈值，并根据该分支判断阈值得到台区中各电表的连接关系，以得到台区分支识别结果。

45、综上所述，本发明实施例提供了一种台区识别方法及装置，所述方法包括：同步采集待识别台区所有电表在预设的多个时刻的电压值数据，以及各电表与其邻居节点的增益值；计算各电表的电压值之间的电压相似度，生成电压相似度矩阵；根据所述电压相似度矩阵对电压值的相位进行判别；根据不同增益值下的电表组合规律确定分支判断阈值，并根据该分支判断阈值得到台区中各电表的连接关系。本发明实施例提供的技术方案，基于电压相似度和mesh网络进行台区判别，不需要添加任何硬件装置，仅利用户表电压序列数据获取相位归属信息，利用户表之间的载波信号强度(snr)判别出分支归属信息，从而帮助实现台区线损分相分段核算和高效率异常定位。