一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法与流程

本发明涉及低压配电台区，尤其涉及一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法。

背景技术：

1、低压配电台区长期以来都存在线损分析不够精细化、三相不平衡治理难度大、故障定位困难等问题，其重要原因是台区用户的分支线信息缺失，若采用人工排查梳理用户分支线关系不仅费时费力，且准确性也难以保证。为此，研究一种依靠数据分析实现自动辨识台区用户分支线的方法具有重要实践意义。

2、目前采用数据分析台区用户线户关系的典型方法是先对用户电表基于电压做相关性聚类，将大数量散表降维到少数量的聚类集合电表，然后采用电流优化匹配或者最小二乘拟合求解聚类集合电表的线户关系。这种方法在聚类环节很容易发生错误，原因有二，其一是因为电压时序数据在台区靠近首端位置具有极高的相似性，非常容易将首端不同线电表打包在一个聚类簇中，其二是因为在小型台区，整个台区的电压波动差异性不是很大，尤其是三相电压比较平衡的台区，中末端都有可能把不同相线电表聚为同一类，因此现有的线户分析方法中模型误差较大，线户识别准确性不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，包括下列步骤：

3、s101、获取配电台区第1至第l回的电压及有功数据；

4、s102、计算配电台区第1至l回低压分支线的线户计算电流；

5、s103、对配电台区未排查用户电表采用电压时序数据的皮尔逊相关系数进行聚类，得到用户电表的第一聚类结果ω1，ω1有e个聚类簇；

6、s104、对第一聚类结果ω1中的1至e个聚类簇计算簇离散度，若第x个聚类簇的簇离散度大于预设阈值，将该聚类簇拆散成单个用户电表，若第x个聚类簇的簇离散度不大于预设阈值，多个该类型聚类簇构成第二聚类结果ω2；

7、s105、将第二聚类结果ω2中的每一个聚类簇作为待求解量，建立二次规划模型，求解模型得到第二聚类结果ω2中的每一个聚类簇的低压分支线标签。

8、可选的，所述配电台区1至第l回的电压及有功数据包括：

9、第k回分支线的电压vkg，所述第k回分支线的电压vkg包括由[vkg1a,kg1b,kg1c]t、[vkg2a,kg2b,kg2c]t、..[vkgta,kgtb,kgtc]t在内的t个3×1维向量组成的矩阵；

10、第k回分支线的有功pkg，所述第k回分支线的有功pkg包括由[pkg1a,kg1b,kg1c]t、]pkg2a,kg2b,kg2c]t、..[pkgta,kgtb,kgtc]t在内的t个3×1维向量组成的矩阵；

11、第k回分支线的用户电表电压vkm，具体包括由[vkm11,km12,...,km1i,...,km1m]t、[vkm21,km22,...,km2i,...,km2m]t、...[vkmt1,kmt2,...,kmti,...,kmtm]t在内的t个3×1维向量组成的矩阵；

12、第k回分支线的用户电表有功pkm，具体包括由[pkm11,km12,...,km1i,...,km1m]t、[pkm21,km22,...,km2i,...,km2m]t、...[pkmt1,kmt2,...,kmti,...,kmtm]t在内的t个3×1维向量组成的矩阵，在上式中，i＝1,2,…,m。

13、可选的，计算配电台区第1至l回低压分支线的线户计算电流，具体包括：

14、通过下式计算第k回低压分支线的线户计算电流：

15、

16、第1至l回低压分支线的线户计算电流为：ic＝[i1c,i2c,k,ilc]。

17、可选的，对配电台区未排查用户电表采用电压时序数据的皮尔逊相关系数进行聚类，获取e个聚类簇，具体包括：

18、计算台区未排查的d个用户电表的电压相关系数矩阵r

19、

20、式中，d为电表数目，而rij具体为电表i与电表j的相关系数；

21、比较电表i和电表j的相关性系数rij与的大小，若则电表i和电表j同属于电表聚类簇ez，若则电表i属于电表聚类簇ez，电表j不属于聚类簇ez，其中为预设的相关性系数阈值；

22、遍历d个电表，得到电表聚类簇e1,e2,...en，电表聚类簇e1,e2,...en构成第一聚类结果ω1。

23、可选的，所述步骤104具体包括：

24、取第x个簇内1至nx个电表的电压、有功，第w个电表的电压为第w个电表的有功为

25、计算第x个簇内电表v与电表w在采样点t时的等效阻抗

26、

27、计算第x个簇内电表v与电表w的连接因子

28、

29、式中，为取l,l,的方差；

30、计算第x个簇内电表连接因子矩阵hx

31、

32、式中，为元素；

33、计算第x个聚类簇的簇离散度nx：nx＝max(hx)，簇离散度的预设阈值为n0，对于第x个聚类簇电表，判断nx是否大于n0，若nx不大于n0，则第x个聚类簇电表属于第二聚类结果ω2。

34、可选的，所述将第二聚类结果ω2中的每一个聚类簇作为待求解量，建立二次规划模型，具体包括：

35、获取第二聚类结果ω2中第1至f个聚类簇的电流，分别为令为第二聚类结果ω2中第y个聚类簇第t个采样点的电流，令

36、

37、p为以l个矩阵iρ为对角线元素构建的对角矩阵；

38、第二聚类结果ω2中第1至f个聚类簇与第k回分支线的归属关系用布尔变量表示为令并建立二次规划模型：

39、

40、求解二次规划模型得到解x。

41、可选的，求解模型得到第二聚类结果ω2中的每一个聚类簇的低压分支线标签，具体包括，根据x整理所述第二聚类结果ω2中的1至f个聚类簇的低压分支线标签，再将1至f个聚类簇的低压分支线标签与簇内电表相匹配，输出配电台区未排查用户电表的低压分支线标签至电网后台供运维人员辅助配电台区运维。

42、与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

43、本发明提供的一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，通过人工排查台区首端少量用户的低压分支线关系，确保了拓扑关系的可靠性；第二，对台区中末端用户电表聚类后再计算簇离散度，通过簇离散度校验并改正聚类簇。通过本发明所提方法可以有效提高台区用户的低压分支线拓扑关系辨识的准确性和可靠性。

技术特征：

1.一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，其特征在于，包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，其特征在于，所述配电台区1至第l回的电压及有功数据包括：

3.根据权利要求2所述的一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，其特征在于，计算配电台区第1至l回低压分支线的线户计算电流，具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，其特征在于，对配电台区未排查用户电表采用电压时序数据的皮尔逊相关系数进行聚类，获取e个聚类簇，具体包括：

5.根据权利要求4所述的一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，其特征在于，所述步骤104具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，其特征在于，所述将第二聚类结果ω2中的每一个聚类簇作为待求解量，建立二次规划模型，具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，其特征在于，求解模型得到第二聚类结果ω2中的每一个聚类簇的低压分支线标签，具体包括，根据x整理所述第二聚类结果ω2中的1至f个聚类簇的低压分支线标签，再将1至f个聚类簇的低压分支线标签与簇内电表相匹配，输出配电台区未排查用户电表的低压分支线标签至电网后台供运维人员辅助配电台区运维。

技术总结
本发明提供一种聚类离散度分析的台区用户低压分支线辨识方法，包括下列步骤：S101、获取配电台区第1至第L回的电压及有功数据；S102、计算配电台区第1至L回低压分支线的线户计算电流；S103、对配电台区未排查用户电表采用电压时序数据的皮尔逊相关系数进行聚类，得到用户电表的第一聚类结果Ω<subgt;1</subgt;；S104、对第一聚类结果Ω<subgt;1</subgt;中的1至e个聚类簇计算簇离散度，若第x个聚类簇的簇离散度不大于预设阈值，多个该类型聚类簇构成第二聚类结果Ω<subgt;2</subgt;；S105、将第二聚类结果Ω<subgt;2</subgt;中的每一个聚类簇作为待求解量，建立二次规划模型，求解模型得到第二聚类结果Ω<subgt;2</subgt;中的每一个聚类簇的低压分支线标签。

技术研发人员：叶保璇,云立亭,王康坚,黄宏力,吴清炳,梁杰,张祖伟,余盛达
受保护的技术使用者：海南电网有限责任公司文昌供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11