基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法技术

本发明专利技术涉及一种基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法。该方法通过大数据平台对配网负荷数据进行存储和预处理，根据不同区域和季节的负荷特点建立变压器典型日负荷曲线计算模型和公用变压器负荷类型辨识模型。本发明专利技术提高了变压器典型日负荷曲线计算效率和准确性，实现了对公用变压器的负荷类型辨识，为配网设备的监控和检修以及配网规划和结构优化提供了科学严谨的决策支持。

【技术实现步骤摘要】
基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法
本专利技术属于计算机领域，通过分析变压器日负荷曲线和区域、季节等影响因素，计算得到变压器典型日负荷曲线，从而达到辨识公用变压器的负荷成分以及所属类型的目的，具体涉及一种基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法。
技术介绍
随着国家电网公司不断加大对配电网建设的投入，配电网的规模不断扩大，结构日趋复杂，与此同时，配电网中的公用变压器供电半径内的负荷类型(用电模式)呈现多样化和快速动态变化的趋势。为了更加科学有效地规划配电网，电网公司需要对区域公用变压器进行有效监控，掌握区域负荷变化、发展趋势；但由于配网规模快速扩展导致配网设备相关数据尤其是公用变压器数据的快速增加，已经形成事实上的海量数据，传统的公用变压器负荷分析方法已经无法适应海量数据的处理要求，公变类型辨识效率和精度都已经无法满足现阶段的要求。在此背景下，本专利提出一种公用变压器负荷类型分析和辨识方法，该方法通过大数据平台相关技术对配网负荷数据进行存储和预处理，并根据不同区域和季节的负荷特点分别建立分析模型，最后实现对公用变压器负荷类型的辨识。目前用采系统还没有采集公用变压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法，其特征在于：包括如下步骤，S1、对配电变压器的数据进行抽取；S2、采用分布式聚类算法对步骤S1得到的数据进行处理，计算得到典型日负荷曲线；S3、基于典型日负荷曲线，建立公用变压器负荷类型辨识模型，分析公用变压器负荷成分并辨识负荷类型，最终通过界面展示模型结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法，其特征在于：包括如下步骤，S1、对配电变压器的数据进行抽取；S2、采用分布式聚类算法对步骤S1得到的数据进行处理，计算得到典型日负荷曲线；S3、基于典型日负荷曲线，建立公用变压器负荷类型辨识模型，分析公用变压器负荷成分并辨识负荷类型，最终通过界面展示模型结果。2.根据权利要求1所述的基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法，其特征在于：所述步骤S1具体实现如下，通过大数据平台sqoop组件将配电变压器数据从用采系统和营销业务系统抽取到大数据平台分布式数据库HBase中，根据后续建模分析的需要，通过分布式数据仓库组件Hive对包括数据格式、数据粒度进行转换和规整，最后进行数据清洗形成分析模型所需要的宽表数据。3.根据权利要求2所述的基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法，其特征在于：所述步骤S2具体实现如下，利用大数据平台提供的数据，基于Spark内存计算框架开发分布式聚类算法，综合考虑区域和季节导致的负荷特征差异，对不同地区、季节的公用变压器负荷数据分别进行聚类建模分析，计算得到五种典型的日负荷类型曲线：具体聚类过程如下：输入：聚类个数k，包含n个负荷数据对象的数据集S；输出：k个聚类；(1)从n个负荷数据对象中任意选取k个对象作为初始的聚类中心：从数据集S＝{X1,...,Xn}中随机选取k个作为初始的类中心，从而构成初始的质心集合Z＝{Z1,Z2,...,Zk}；其中，每一样本可由若干特征指标来描述，即Xi＝[xi1xi2…xiJ]，其中，J为特征指标数，xi,j为第i个样本的第j个特征指标取值；同样，每一簇i的中心Zi＝[zi1zi2…ziJ]是质心的J个特征指标取值构成的向量；(2)分别计算每个对象到各个聚类中心的距离，把对象分配到距离最近的聚类中：对数据集S＝{X1,...,Xn}中的每一样本i，计算它到各类中心Zi(j＝1,…,k)的距离，以距离最小的类作为样本i所属的类；若记样本i所属的类为s，则s满足其中：||·||表示两个向量之间的距离，其计算公式为其中：J为属性数；xij为样本i的第j个属性取值；其余类推；由此将所有样本分类k个类，以下记其中第i类中所含样本集为Ci；(3)所有对象分配完成以后，重新计算k个聚类的中心：用如下方法调整类的中心，得到新的类中心为1其中，ni是Ci中包含的样本点的数目；(4)与前一次计算得到的k个聚类中心比较，如果聚类中心发生变化，则转到步骤(2)，否则转到步骤(5)：判断是否满足若是则迭代终止，输出最优的聚类结果{C1,...,Cn}；否则返回第(2)步；(5)输出聚类结果；最后，通过求解各类别负荷数据的平均值，得到典型的日负荷类型曲线。4.根据权利要求1所述的基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法，其特征在于：所述步骤S3中，是基于典型日负荷曲线构建负荷的特征矩阵，然后根据已知的公用变压器的日负荷曲线，建立负荷特征矩阵与公用变压器日负荷功率采样点的功率平衡方程，求解各用电模式对应的负荷容量基向量，根据求解出来的负荷容量基向量，修正各用电模式对应负荷的计算结果，得到公用变压器的典型用电模式负荷构成比例，根据用电模式占比分布辨识公用变压器负荷类型。5.根据权利要求4所述的基于大数据技术的公用变压器负荷类型分析和辨识方法，其特征在于：所述步骤S3具体实现如下，(1)构建功率平衡方程假设一公用变压器综合负荷含有m个典型用电模式，任一典型用电模式对应的基准容量为Sj(j＝1,2,…,m)，则通过对负控系统中的用户日负荷数据进行聚类后，得到各典型的标幺化的日负荷曲线如下式所示：式中，为各典型用电模式以Sj为基准标幺功率，n为负荷曲线的采样时间点数，本节中对应的采样时间点数为24点；设公用变压器的日负荷曲线为下式：fg(Pgi)＝{Pg1,Pg2,...,Pgn}式中，Pgi为公变在时刻i的负荷功率有名值；则对应任一时刻i的公用变压器综合负荷功率Pgi，下式成立：对于负荷功率的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洁云，张林垚，胡臻达，倪时龙，苏江文，刘心，林超，王璐鑫，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国家电网公司，国网福建省电力有限公司经济技术研究院，福建亿榕信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35