[发明专利]用于精准切负荷的用户划分方法

权利要求书

1.一种用于精准切负荷的用户划分方法，包括如下步骤：

S1.获取切负荷用户的用电负荷信息；具体为获取电网的切负荷用户总数，以及每个切负荷用户的用电负荷曲线；

S2.按照负荷量、尖峰持续时间和高负荷持续时间构建切负荷用户的三维特征矢量空间；具体为采用如下步骤构建切负荷用户的三维特征矢量空间：

A.根据电网的每一个切负荷用户对应的用电负荷信息，计算每一个切负荷用户对应的平均负荷量、尖峰持续时间和高负荷持续时间；

B.对步骤A得到的每一个切负荷用户对应的平均负荷量、尖峰持续时间和高负荷持续时间进行归一化；具体为采用如下算式进行归一化：

式中x_i为切负荷用户i对应的归一化平均负荷量，L_i为切负荷用户i对应的平均负荷量，为切负荷用户i对应的最小负荷量，为切负荷用户i对应的最大负荷量，y_i为切负荷用户i对应的归一化尖峰持续时间，pt_i为切负荷用户i对应的尖峰持续时间，为切负荷用户i对应的最小尖峰持续时间，为切负荷用户i对应的最大尖峰持续时间，z_i为切负荷用户i对应的归一化高负荷持续时间，ht_i为切负荷用户i对应的高负荷持续时间，为切负荷用户i对应的最小高负荷持续时间，为切负荷用户i对应的最大高负荷持续时间；

C.根据步骤B得到的每一个切负荷用户对应的归一化平均负荷量、归一化尖峰持续时间和归一化高负荷持续时间，构成切负荷用户的三维特征矢量(x_i,y_i,z_i)；其中x_i为用户i的归一化平均负荷量，y_i为用户i的归一化尖峰持续时间，z_i为用户i的归一化高负荷持续时间；

D.根据步骤C得到的切负荷用户的三维特征矢量(x_i,y_i,z_i)，以归一化平均负荷量为x轴，归一化尖峰持续时间为y轴，归一化高负荷持续时间为z轴，建立切负荷用户的三围特征矢量空间；

其中，平均负荷量L_i：式中为切负荷用户i的用电负荷曲线在t时刻的负荷量；

尖峰持续时间pt_i：为切负荷用户的负荷曲线上负荷量超过平均负荷量L_i的持续时间；

高负荷持续时间ht_i：为切负荷用户的负荷曲线上负荷量超过负荷阈值α的持续时间；α的取值范围为1.2*L_i≤α≤1.6*L_i；

S3.按照凸多边形周长最大准则选取用户划分聚类中心；具体为采用如下步骤选取用户划分聚类中心：

a.计算切负荷用户划分的第一聚类中心；具体为采用如下算式计算切负荷用户划分的第一聚类中心：

式中(x₀,y₀,z₀)为切负荷用户划分的第一聚类中心在切负荷用户的三维特征矢量空间中的坐标；N为切负荷用户的总数；(x_i,y_i,z_i)为切负荷用户i在切负荷用户的三维特征矢量空间中的坐标；

b.在切负荷用户的三维特征矢量空间中，任意选取K-1个用户为K-1个用户划分聚类中心，并与步骤a得到的第一聚类中心构成凸K边形；其中K为设定的切负荷用户划分的聚类中心个数；

c.计算步骤b得到的凸K边形的周长，选取使得凸K边形的周长最长的K-1个用户作为最终的K-1个用户划分聚类中心，并与第一聚类中心一同构成切负荷用户划分中心集；

S4.计算各个切负荷用户与各个划分聚类中心的隶属距离，并以隶属距离最小为准则，对切负荷用户进行划分；具体为采用如下步骤进行计算和划分：

(1)计算任意切负荷用户i到用户划分聚类中心j的隶属距离；具体为采用如下算式计算隶属距离D_ij：

D_ij＝|x_i-x_j|+|y_i-y_j|+|z_i-z_j|

式中(x_i,y_i,z_i)为切负荷用户i在切负荷用户的三维特征矢量空间中的坐标；(x_j,y_j,z_j)为用户划分聚类中心j在切负荷用户的三维特征矢量空间中的坐标；

(2)采用如下公式作为优化目标，求解所有切负荷用户所对应的用户划分聚类中心：

式中min为求最小值操作；i为切负荷用户的编号，j为用户划分聚类中心的编号，N为切负荷用户的总数，NN为用户划分聚类中心的总数，D_ij为切负荷用户i到用户划分聚类中心j的隶属距离；

(3)根据步骤(2)的计算结果，将对应相同的用户划分聚类中心的切负荷用户归为同一类，从而完成切负荷用户的划分。