【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力設備領域，具體涉及一種基于量測數據的臺區分層分相識別方法、系統和設備。
技術介紹
1、計量箱作為低壓配電網絡的關鍵組成部分，肩負著向用戶供電的重要職責，其穩定運行對整個電網的穩定性具有至關重要的影響。然而，隨著電力需求的增長，眾多用戶無序地接入電網，導致低壓配電網絡的結構日益變得錯綜復雜。配電網絡的復雜化會使得運維人員難以精確掌握臺區用戶拓撲結構及其用電相序，導致臺區用電三相不平衡問題日益凸顯，低電壓事件頻繁發生。除此之外，配電網絡的復雜化還會導致其他故障發生時也難以迅速定位，這嚴重威脅了用戶用電的安全性和穩定性。因此，迅速且準確地掌握臺區的拓撲結構及用戶用電相位，對于供電公司和用戶來說，具有極其重要的意義。
2、傳統上，配電臺區的拓撲結構和相位辨識主要依賴于運維人員的手工測繪和統計，以及使用臺區識別儀進行入戶檢測這兩種方法。手工測繪統計方法要求運維人員沿著低壓配電線路逐一確定變壓器與各用電用戶之間的對應關系，并在臺區檔案中詳細記錄。而基于臺區識別儀的入戶檢測方法，則需要在臺區變壓器側安裝終端識別儀，并對每個電力用戶的電能表執行相位檢測操作，然后將相關信息記錄在臺區檔案中。這兩種方法都存在工作量巨大、核對效率低和信息更新不及時的問題。隨著用戶數量的不斷增加，這些問題變得更加突出。
技術實現思路
1、為了解決現有技術難以實現對復雜臺區的配電網絡中的各個電力節點的相序和層級進行精準區分的問題，本專利技術提供一種基于量測數據的臺區分層分相識別方法、系統和設備
2、本專利技術提供的方案包括：
3、一種基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其用于根據臺區內各計量表產生的量測數據分析并確定各個計量表的相序和從屬關系。該分層分相方法包括如下步驟：
4、s1：從用電信息采集系統中獲取臺區內所有計量表的檔案信息，并實時采集當日的負荷類數據。
5、其中，負荷類數據包括分相電壓、分相電流和分相功率。檔案信息包括設備識別碼、用電地址或管理單位編碼。
6、s2：根據檔案信息將各個計量表劃分為關口表、量測開關或電能表，并結合對應的負荷類數據生成每個關口表、量測開關和電能表的數據序列。
7、s3：根據相鄰采樣時刻采集到的計量表的數據序列，計算出每個計量表的分相電流的變化量，并將其作為計量表各相上的時序特征。
8、s4：采用深度優先搜索算法根據每個計量表各相上的時序特征在關口表和量測開關之間進行相序劃分，以及在量測開關和電能表之間進行從屬關系分類和相序劃分；進而得到對應的第一標簽關系表z。
9、s5：根據全天內采集到的三種計量表的數據序列，計算出的每個計量表的分相電壓、分相電流和分相功率的均值、方差、極值；并對其進行歸一化處理后作為各相的統計特征。
10、s6：根據每個計量表各相上的統計特征，采用局部敏感哈希算法在關口表和量測開關之間進行相序劃分，以及在量測開關和電能表之間進行從屬關系分類和相序劃分；進而得到對應的第二標簽關系表q。
11、s7：將第一標簽關系表z和第二標簽關系表q中相序和從屬關系均相同的計量表的相關屬性作為真實的屬性，并將未包含完整屬性的計量表歸入待定集。
12、s8：繼續采集臺區內各個計量表下一日的負荷類數據，以待定集中的計量表為分類對象，重復執行步驟s2-s7直到待定集為空集，進而確定所有計量表的相序和從屬關系。
13、作為本專利技術進一步的改進，步驟s2中，臺區內的各個計量表每15min上傳一次計量數據，當日共計產生96組數據；則關口表、量測開關或電能表的數據序列dn(t)的表達式如下：
14、
15、其中，id表示設備識別碼；u、p、i分別表示分相電壓、分相功率和分相電流，下標a、b、c為對應的相位標記；t表示采樣時刻標記，t＝1，2，…，96；n表示計量表類型標記，n＝1、2、3時分別對應關口表、量測開關和電能表。
16、作為本專利技術進一步的改進，步驟s3中，分相電流的變化量的計算公式如下：
17、
18、上式中，表示第i個計量表的第j相在t時刻的電流變化量；表示第i個計量表的第j相在t時刻的分相電流；表示第i個計量表的第j相在t-1時刻的分相電流。
19、作為本專利技術進一步的改進，步驟s4中，利用深度優先搜索算法生成第一標簽關系表z的過程如下：
20、s41：將上位計量表與下位計量表的連接關系表示為一個有向圖，圖的節點表示各個計量表，邊表示計量表之間的從屬關系和相序關系；則第一標簽關系表z的構建方法如下：
21、s42：初始化一個空的標簽關系表z，用于記錄每對計量表之間的關系；
22、s43：從根節點對應的某一量測開關節點開始遍歷，并記錄這個量測開關的電流變化量；
23、s44：遞歸遍歷這個量測開關節點下的相鄰的電能表節點，若其中的若干個下位計量表節點的電量變化量值之和等于某個上位計量表的電流變化量，表示該下位計量表從屬于對應的上位計量表，記錄對應的邊權重，并生成第一標簽關系表z。
24、作為本專利技術進一步的改進，步驟s5中，分相電壓、分相電流或分相功率的均值μx和方差σx的計算公式如下：
25、
26、上式中，x(t)表示t時刻各相上的分相電壓、分相電流或分相功率的原始值。
27、作為本專利技術進一步的改進，步驟s5中，統計特征的歸一化處理的表達式如下：
28、
29、其中，x表示原始特征的數據，包括電壓u、功率p和電流i三類；d'n(x)表示歸一化后的特征向量；σx表示原始特征的方差，μx表示原始特征的均值；αx和βx為用于調整不同特征的歸一化效果的兩個自定義參數。
30、作為本專利技術進一步的改進，步驟s6中，根據每個計量表各相上的統計特征生成第二標簽關系表q的過程如下：
31、s61：基于局部敏感哈希算法對量測開關和電能表以及關口表和量測開關之間特征向量進行哈希映射，得到不同的哈希桶。
32、s62：計算同一個哈希桶對應的屬于不同類型計量表的任意兩數據點之間的歐氏距離值。
33、s63：將歐式距離值小于閾值的兩數據點作為一個相似對，每個相似對中兩個計量表屬于上下級且相序對應，進而根據各個哈希桶中的所有相似對構建第二標簽關系表q。
34、作為本專利技術進一步的改進，步驟s61中，局部敏感哈希算法采用的哈希映射如下：
35、
36、上式中，ak和bk分別表示根據兩種不同類型計量表的數據建立的特征向量；w表示哈希桶的寬度；x′表示包含歸一化后的分相電壓、分相電流、分相功率，以及分相電壓的均值、方差和極值，分相電流的均值、方差和極值，分相功率的均值、方差和極值的特征數據。
37、作為本專利技術進一步的改進，步驟s62中，任意兩數據點的歐氏距離值的計算方法下：
38、假設有兩個數據點v本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其用于根據臺區內各計量表產生的量測數據分析并確定各個計量表的相序和從屬關系；其特征在于，所述分層分相方法包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟S2中，臺區內的各個計量表每15min上傳一次計量數據，當日共計產生96組數據；則關口表、量測開關或電能表的數據序列Dn(t)的表達式如下：
3.如權利要求2所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟S3中，分相電流的變化量的計算公式如下：
4.如權利要求1所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟S4中，利用深度優先搜索算法生成第一標簽關系表Z的過程如下：
5.如權利要求1所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟S5中，分相電壓、分相電流或分相功率的均值μx和方差σx的計算公式如下：
6.如權利要求2所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟S5中，統計特征的歸一化處理的表達式如下：
7.如權利要求6所述的基
8.基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟S8中，假設在指定時長的一段時間后，待定集中仍然存在未確定完整屬性的計量表，則由臺區管理人員到現場進行實地檢測，以確定對應計量表的從屬關系和相位關系。
9.一種基于量測數據的臺區內計量表的分層分相系統，其特征在于，其用于采用如權利要求1-8在任意一項所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，確定臺區內的各個計量表的相序和從屬關系；所述分層分相系統包括：
10.一種基于量測數據的臺區內計量表的分層分相設備，其特征在于，其包含存儲器、處理器，以及存儲在所述存儲器內并在處理器中運行的計算機程序，其特征在于：所述處理器執行計算機程序時，實現如權利要求1-8在任意一項所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，進而確定臺區內的各個計量表的相序和從屬關系。
...【技術特征摘要】
1.一種基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其用于根據臺區內各計量表產生的量測數據分析并確定各個計量表的相序和從屬關系；其特征在于，所述分層分相方法包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟s2中，臺區內的各個計量表每15min上傳一次計量數據，當日共計產生96組數據；則關口表、量測開關或電能表的數據序列dn(t)的表達式如下：
3.如權利要求2所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟s3中，分相電流的變化量的計算公式如下：
4.如權利要求1所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟s4中，利用深度優先搜索算法生成第一標簽關系表z的過程如下：
5.如權利要求1所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟s5中，分相電壓、分相電流或分相功率的均值μx和方差σx的計算公式如下：
6.如權利要求2所述的基于量測數據的臺區分層分相識別方法，其特征在于：步驟s5中，統計特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳義林，單永梅，何義赟，夏靖，王佳佳，周鵬飛，孫永，劉帥，郝井勛，章劍文，
申請(專利權)人：安徽南瑞中天電力電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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