基于用户用电数据的情境感知系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于用户用电数据的情境感知系统，包括数据获取单元、建立情境感知模型与推理引擎单元和数据存储单元，数据获取单元设有数据采集模块、数据清理模块、数据预处理模块和用电行为数据聚类模块以及聚类评价反馈模块；建立情景感知模型与推理引擎单元设有数据处理模块和模型建立模块；数据采集模块设有传感器；数据清理模块用于修改或删除错误数据；通过传感器获取用户用电数据，再将数据进行处理和对应的划分聚类，然后进行情境感知的模型数据化建立，理解用户用电行为，提取用户电力模式，从而形成多维的用户客户分类体系，为供电局人员工作提供有效参考数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，特别是指一种基于用户用电数据的情境感知系统。
技术介绍
国内外学者、企业在情景感知方面做了不少研究，但在电力行业方面的应用仍相对空白。国内电网公司客户分类也进行了大量研究，主要通过新设备的应用及算法的优化来实现新的客户分类。但相关研究均只是提出单一的新客户分类维度，并未基于用户行为模式建立多维分类体系，而且新设备的应用无法及时获取用户用电信息，更无法帮助电网公司更为准确地掌握用电客户差异化服务的业务需求，更不能为电网企业为客户提供个性化及增值业务提供支撑。因此，有必要设计一种新的基于用户用电数据的情境感知系统，以解决上述技术问题。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的是构建一个大数据分析平台，在此平台上建立一套用户用电情境感知系统，根据业务需求，具有针对性的设计不同客户分类差异化服务方案。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于用户用电数据的情境感知系统，包括数据获取单元、建立情境感知模型与推理引擎单元、数据存储单元，其中，所述数据获取单元设有数据采集模块、数据清理模块、数据预处理模块和用电行为数据聚类模块以及聚类评价反馈模块；所述建立情境感知模型与推理引擎单元设有数据处理模块和模型建立模块；所述数据采集模块设有传感器，传感器采用非入侵式方法获取用户用电数据；数据清理模块用于检查用户用电数据是否正常，修改或删除错误数据；所述建立情境感知模型与推理引擎单元包括情境信息模型、推理引擎、调用控制输出；所述数据存储单元用于保存系统所有数据。在上述技术方案中，所述用户用电数据的采集间隔时间为15min、30min或1h。在上述技术方案中，所述用户用电数据包括客户信息数据、计费数据和支付数据。在上述技术方案中，所述用户用电数据可按时间、地理区域和电压等级进行不同的获取。在上述技术方案中，所述用户用电数据聚类模块可采用基于划分的聚类算法、层次聚类算法、基于密度的聚类算法、基于模型的聚类算法、模糊聚类算法、蚂蚁聚类算法、谱聚类算法、高斯聚类算法。在上述技术方案中，所述聚类评价反馈模块设有均方误差、均值适宜度、聚类离散度、相似度矩阵、戴维-Bouldin指数、簇内平方和与簇间差异之比。在上述技术方案中，所述数据处理模块包括数据初步整理、数据缺失值的处理和数据属性归约。在上述技术方案中，所述数据缺失值的处理包括忽略缺失值的字段、删除有缺失值的记录以及使用均值。本专利技术基于用户用电数据的情境感知系统，包括数据获取单元、建立情境感知模型与推理引擎单元以及数据存储单元，数据获取单元设有数据采集模块、数据清理模块、数据预处理模块和用电行为数据聚类模块以及聚类评价反馈模块；建立情景感知模型与推理引擎单元设有数据处理模块和模型建立模块；数据采集模块设有传感器获取用户用电数据，再通过数据清理模块、数据预处理模块和用电行为数据聚类模块以及聚类评价反馈模块进行数据处理和对应的聚类，然后进行情境感知的模型数据化建立，理解用户用电行为，提取用户电力模式，从而形成多维的用户客户分类体系，为供电局人员工作提供有效参考数据。附图说明图1为本专利技术基于用户用电数据的情境感知系统示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术所述的一种基于用户用电数据的情境感知系统，包括数据获取单元1、建立情境感知模型与推理引擎单元2以及数据存储单元3。其中，数据获取单元1设有数据采集模块11、数据清理模块12、数据预处理模块13和数据聚类模块14以及聚类评价反馈模块15；所述建立情景感知模型与推理引擎单元2设有数据处理模块21和模型建立模块22，其包括情境信息模型、推理引擎、调用控制输出；所述数据存储单元3用于保存系统所有数据信息。所述数据采集模块11设有传感器4，传感器4采用非入侵式方法获取频谱数据，分析获取出用户用电数据。在此，用户用电数据包括客户信息数据、计费数据和支付数据，而用户用电数据的采集间隔时间为15min、30min或1h。且用户用电行为数据的初步选择可以按时间(月，季，年)、地理区域和电压等级(高，中，低)等条件进行。此外，数据选择还与应用目的有关。数据清理模块12用于检查每个用户的用户用电行为曲线数据是否正常，修改或删除有明显错误(不完整、有噪声或不一致)的数据。数据预处理模块13对数据进行初步的处理，具体的，由于用户的行业性质及用电行为大小不同，用户用电行为数据值之间可能会存在巨大差异，有时甚至相差多个数量级，不经处理聚类会影响聚类质量，使得聚类结果不可靠。因此在对数据进行聚类前必须对数据集进行规范化，把样本数据限制到一定范围内。这样不仅便于数据的后续处理，还可以提高收敛速度以缩短聚类的运行时间。数据聚类模块14，用聚类算法对规范化后的用户用电行为曲线在给定聚类数下进行聚类。聚类分析结果易受到多种因素的影响，如规范化方式、聚类结果对数据集的依赖性、算法的稳定性、算法对数据输入顺序的敏感性等。用户用电行为曲线聚类首先要确定用户用电行为特性指标、可选择合适的聚类算法和确定其相应的参数。通常用聚类技术实现的主要方法可分为如下几类：1)基于划分的算法。基于划分的聚类算法的基本思想为：给定一个含有m个对象的数据集，划分方法将构建k个分组，每个分组就代表一个聚类簇。而且每个簇至少包括1个对象，每个对象必须且仅属于1个簇。对于给定的数据集，算法首先根据给定的要构建划分的数目创建一个初始的分组，然后采用一种迭代重定位的方法改变初始分组，使得每一次改进以后的分组方案都较前一个好。系统结合了k-means、k-medoids等算法构建了电力用户典型用电行为模型的聚类分析模型，提出了聚类评价新方法。基于蚁群优化的k-medoids综合聚类算法克服了k-medoids算法易陷入局部最优的缺点，提高了聚类的准确率。通过实例验证了该算法的可行性和有效性。利用k-means聚类提高用电行为预测和电力系统状态估计结果的准确性。2)层次聚类算法。层次方法根据层次的分解方式不同可以分为凝聚的或分裂的。凝聚的方法为自底向上分解，首先将每个对象作为单独的一个组，然后合并相似的组，直到所有的组合并成一个(或满足某个终止条件)。分裂的方法为自顶向下分解，首先将所有的对象置于一个组中，在迭代的每一步中，一个组被分裂为更小的组，直到最终每个对象在单独的一个组中(或满足某个终止条件)。层次聚类与模糊模型相结合的方法来确定典型用电行为分布和用户类别。结果表明该模型具有克服在过程控制和操作中遇到的困难的能力。采用层次聚类方法来确定电力用户的用电行为分类，并验证了所提方法的有效性。3)基于密度的算法。基于密度的方法与大部分划分方法不同，它不是基于各种各样的距离，而是基于密度。其主要思想是：只要临近区域的密度(对象或数据点的数目)超过某个阈值，就继续聚类。该方法既可以过滤噪声数据，也可以发现任意形状的簇。组合分析方法，该方法以密度聚类算法剔除单一用户异常用电数据，提取其典型用电行为模型，并通过实验验证了该方法在进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于用户用电数据的情境感知系统，其特征在于：包括数据获取单元、建立情境感知模型与推理引擎单元、数据存储单元，其中，所述数据获取单元设有数据采集模块、数据清理模块、数据预处理模块和用电行为数据聚类模块以及聚类评价反馈模块；所述建立情境感知模型与推理引擎单元设有数据处理模块和模型建立模块；所述数据采集模块设有传感器，传感器采用非入侵式方法获取用户用电数据；数据清理模块用于检查用户用电数据是否正常，修改或删除错误数据；所述建立情境感知模型与推理引擎单元包括情境信息模型、推理引擎、调用控制输出；所述数据存储单元用于保存系统所有数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于用户用电数据的情境感知系统，其特征在于：包括数据获取单元、建立情境感知模型与推理引擎单元、数据存储单元，其中，所述数据获取单元设有数据采集模块、数据清理模块、数据预处理模块和用电行为数据聚类模块以及聚类评价反馈模块；所述建立情境感知模型与推理引擎单元设有数据处理模块和模型建立模块；所述数据采集模块设有传感器，传感器采用非入侵式方法获取用户用电数据；数据清理模块用于检查用户用电数据是否正常，修改或删除错误数据；所述建立情境感知模型与推理引擎单元包括情境信息模型、推理引擎、调用控制输出；所述数据存储单元用于保存系统所有数据。2.根据权利要求1所述的基于用户用电数据的情境感知系统，其特征在于：所述用户用电数据的采集间隔时间为15min、30min或1h。3.根据权利要求1所述的基于用户用电数据的情境感知系统，其特征在于：所述用户用电数据包括客户信息数据、计费数据和支付数据。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：皇甫汉聪，肖招娣，余永忠，王永才，庞维欣，宋宇，关兆雄，陈衍鹏，林钰杰，宋才华，雷超，马全兴，朱继业，刘元文，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44