[发明专利]一种用于低压单相用户户相关系辨识的聚类方法

说明书

本发明公开一种用于低压单相用户户相关系辨识的聚类方法，涉及低压配电网拓扑识别的技术领域，包括：获取台区所有低压用户指定时间段的电压数据，形成高维电压矩阵；将高维电压矩阵元素归一化到[0,1]范围内；计算相似度指标阈值；判断是否满足聚类标准；当满足聚类标准时，聚类为同一相别；当不满足聚类标准时，将已满足标准的所有用户数据从原矩阵中删除，剩余数据形成新的高维矩阵；返回执行计算相似度指标阈值的步骤；最后聚类为三类结果后，对其中两类的各一个用户相别进行验证，从而辨识所有用户的户相关系。本发明基于数据挖掘，利用计量自动化系统，对用户量测数据进行聚类分析，实现单相低压用户户相关系的有效辨识。

技术领域

本发明本发明涉及低压配电网拓扑识别的技术领域，特别涉及一种用于低压单相用户户相关系辨识的聚类方法。

背景技术

由于我国配电网，尤其低压配电网相较于发、输电网发展落后，低压用户结构关系复杂多样，三相不平衡问题突出，造成诸如线路损耗增大、用户用电质量低等一系列危害。针对以上危害，电网需开展三相不平衡问题的治理工作，但工作开展的前提是必须明确低压单相用户的户相关系。然而，电网目前面临的问题是如何准确获取低压单相用户与配电变压器相序连接的户相关系。

在低压配电网中，配电变压器的A、B、C三相均接有若干单相用户，户相关系是指某单相用户所接变压器的相序，即用户的相别和配电变压器相别的隶属关系。

目前，三相不平衡的治理目前采用自动调节和手动调节两种方式，自动调节需安装硬件设施，投资成本高，难以大规模推广；手动调节必须基于户变及户相关系，否则存在很强的盲目性，而现有手段仅能区分户变关系，对户相关系的确认并无有效方法，大多数地区仍依靠反复多次切换负荷实现，无法做到精准调节，因此对低压单相用户户相关系辨识的聚类分析十分有必要。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种用于低压单相用户户相关系辨识的聚类方法。

本发明首要目的是基于数据挖掘分析技术，充分利用计量自动化系统数据，对用户智能电表的量测数据进行聚类分析，以实现低压单相用户与配电变压器相序连接的户相关系辨识，促进电网对低压配电网三相不平衡问题治理工作的开展。

为了达到上述技术效果，本发明提出一种用于低压单相用户户相关系辨识的聚类方法，所述聚类方法基于同一台区同一相别的低压用户之间的电气距离短，电压变化趋势高度一致，电压波动规律具有很强的相似性，而属于同一台区不同相别的用户，电气距离相对较长，电压波动相似性略差的特点，对低压单相用户户相关系进行辨识，技术方案包括以下步骤：

S1：选取一配电台区，获取所述配电台区所有低压用户指定时间段的电压数据，形成高维电压矩阵；

S2：将所述高维电压矩阵的元素归一化到[0,1]范围内，形成归一化的高维电压矩阵；

S3:计算相似度指标阈值作为用于判别的聚类特征；

S4:基于所述聚类特征，判断所述归一化后的高维电压矩阵中用户数据是否满足聚类标准；

S5：将满足标准的所有用户数据从所述归一化后的高维电压矩阵中删除，剩余不满足聚类标准的用户数据形成新的高维矩阵，返回执行计算相似度指标阈值的步骤S3；

S6：将满足聚类标准的单相低压用户作为一类，聚类为同一相别；

S7：聚类为三类结果后，对其中两类的各一个用户的相别进行核实，即可辨识输出所有用户的户相关系。

优选地，由于每一个低压用户均配有智能电表用于电费计量，而智能电表同时具有电压采集和上传的功能，并且平均每小时上传一个统计数据至计量自动化系统，步骤S1所述的电压数据由计量自动化系统导出，所述高维电压矩阵T表示为：