一种智能电能表运行状态分析方法及装置与流程

本发明实施例涉及电能表状态分析，尤其涉及一种智能电能表运行状态分析方法及装置。

背景技术：

1、随着智能电网的发展，作为电力企业加强精益化管理、提高优质服务水平、拓展电力市场、创新交易手段等重要依托的智能电表，在我国得到了大规模应用。智能电表按批次进行检定和轮换的方法，造成部分正常运行的电能表被轮换，从而造成大量硬件资源，同时也给电网计量中心带来很大的检定工作量，产生巨大人力物力浪费，而且无法及时有效地发现智能电表的运行异常，已经无法满足智能电表精益化运维需求，结合大数据与人工智能技术进行智能电表全生命周期运行状态评估的研究势在必行。

2、低压台区数目庞大、建设情况参差不齐的现状使得台区在提升管理水平的过程中面临诸多亟待解决的问题。主要体现在以下方面：

3、(1)低压台区数目大，运维人员严重不足，造成运维时效和成效底下。

4、(2)配网拓扑、用电行为、线损等实际因素对低压台区运行状态的影响难以准确评估电能表实际运行状态；

5、(3)缺乏对低压台区智能电能表实际运行状态的科学全面评估手段，未充分发挥用采大数据的价值。

6、(4)采用定期检定和轮换的方法，大量电能表实际使用寿命未尽而被替换，造成大量资源和经济浪费，需要由定时检定轮换方式向主动检定轮换方式转变。

7、因此，亟待一种高效准确的电能表运行状态分析方法。

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智能电能表运行状态分析方法及装置，分别利用层次分析法和熵权法计算各指标权重，采用加权方式的组合赋权法来确定综合权重，计算运行状态综合指标，能够全面高效地实现对电能表运行状态的分析。

2、为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种智能电能表运行状态分析方法，包括步骤：

3、s1、提取电能表运行多个指标下的特征数据；

4、s2、将所述特征数据分为第一层次数据、第二层次数据和第三层次数据，基于所述第一层次、第二层次和第三层次分别计算所述多个指标各自的第一权重比例；

5、s3、针对所述多个指标下的特征数据，分别计算各个指标的第二权重比例；

6、s4、根据所述第一权重比例和第二权重比例，计算各指标的综合指标权重wj：

7、

8、其中，αj为第一权重比例，βj为第二权重比例。

9、进一步的，还包括步骤：

10、s12、对所提取的特征数据进行预处理；所述预处理包括数据完整性校验、数据一致性校验和数据正确性校验。

11、进一步的，所述数据一致性校验包括：

12、根据下式计算各电能表日冻结电量数据之间的偏差量化指标σ：

13、

14、其中，xi代表量测的特征数据；yi代表历史量测的特征数据；p为变量。

15、进一步的，所述步骤s2中，基于所述第一层次、第二层次和第三层次分别计算所述多个指标各自的第一权重比例，包括：

16、s21、根据每一层次数据的比较矩阵，计算出每一层次数据相对上一层次数据的相对重要性；

17、s22、根据所述相对重要性，计算各层次相对权重和每一层次数据的权重比例。

18、进一步的，所述比较矩阵为：

19、

20、其中，uij为指标i与指标j的重要程度系统，值在1-9之间，越大指标i越重要，n表示矩阵的阶数，与指标数量相等。

21、进一步的，所述步骤s22包括：

22、s221、对所述比较矩阵的每列元素进行归一化处理，处理后各元素为：

23、

24、s222、根据下式计算最大特征值为：

25、

26、其中，u为所述比较矩阵，n为矩阵的阶数，w为比较矩阵的权向量；

27、s223、某一层次的第j个因素对总目标的权值为：

28、

29、其中，该层次的m个因素a1，a2，…，am，对总目标的排序为a1，a2，...，am；该层次的下一个层次n个因素对该层次中因素为aj的层次单排序为b1j，b2j，…，bnj(j＝1，2，3，…，m)。

30、进一步的，所述步骤s22还包括：

31、s2221、验证所述比较矩阵的一致性：

32、

33、

34、其中，λmax为比较矩阵的特征值最大值，n为判断矩阵的阶数；cr为一致性判断指标，ri为同阶平均随机一致性指标，是ci的抽样平均值；

35、当cr＜0.1时，所述验证通过。

36、进一步的，所述第二权重比例根据以下步骤得到：

37、s31、根据以下公式计算指标的信息熵ej：

38、

39、其中，k为常数；yij为第i个用户的第j个指标的比重；

40、s32、根据以下公式计算第j个指标的权重wj：

41、

42、s33、根据下式计算各指标的第二权重比例：

43、

44、进一步的，还包括步骤：

45、s30、数据标准化处理，所述各个指标的特征数据标准化后为：

46、或

47、其中，min(xj)是第j个指标的最小值，max(xj)是第j个指标的最大值。

48、根据本发明的另一个方面，提供了一种电能表运行状态分析装置，包括数据提取模块、第一权重比例计算模块、第二权重比例计算模块、以及综合指标权重计算模块；其中，

49、所述数据提取模块，用于提取电能表运行多个指标下的特征数据；

50、所述第一权重比例计算模块，用于将该特征数据分为第一层次数据、第二层次数据和第三层次数据，基于所述第一层次、第二层次和第三层次分别计算所述多个指标各自的第一权重比例；

51、所述第二权重比例计算模块，用于针对所述多个指标下的特征数据，分别计算各个指标的第二权重比例；

52、所述综合指标权重计算模块，用于根据所述第一权重比例和第二权重比例，计算各指标的综合指标权重wj：

53、

54、其中，αj为第一权重比例，βj为第二权重比例。

55、综上所述，本发明实施例提供了一种电能表运行状态分析方法及装置，该方法包括步骤：s1、提取电能表运行多个指标下的特征数据；s2、将所述特征数据分为第一层次数据、第二层次数据和第三层次数据，基于所述第一层次、第二层次和第三层次分别计算所述多个指标各自的第一权重比例；s3、针对所述多个指标下的特征数据，分别计算各个指标的第二权重比例；s4、根据所述第一权重比例和第二权重比例，计算各指标的综合指标权重。本发明实施例的技术方案，分别利用层次分析法和熵权法计算各指标权重，采用加权方式的组合赋权法来确定综合权重，计算运行状态综合指标，消除了单方面计算产生的偏差，实现对电能表运行状态的全面分析，提高了电能表运行状态评价指标的完整性以及电能表运行状态分析的准确性。