低压台区拓扑识别方法及识别装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及大数据分析技术领域，提供一种低压台区拓扑识别方法及识别装置，所述低压台区包括多条线路分支，所述方法包括：在预定时间段中以预定时间间隔同时采集每条所述线路分支的用电信息数据，形成原始数据矩阵；对所述原始数据矩阵进行预处理，获得标准化数据矩阵；将所述标准化数据矩阵映射至预设维数的低维空间中，获得低维数据矩阵；根据所述低维数据矩阵绘制所述低压台区的拓扑结构。本发明专利技术提供的技术方案，能够准确、高效地对低压台区的拓扑结构进行自动识别，从而极大地提高对低压台区的管理水平。

【技术实现步骤摘要】
低压台区拓扑识别方法及识别装置
本专利技术涉及大数据分析
，特别涉及一种低压台区拓扑识别方法及一种低压台区拓扑识别装置。
技术介绍
在新一代电力系统中，配电自动化、用电信息采集等智能终端日益增加，各终端之间的连接关系、连通性也变得日益复杂，而网络拓扑信息的精准获取有利于对越来越复杂的配电网的精益化管理。低压台区的拓扑结构提供了诸如馈线、配电变压器、营销商和用户之间的连接关系，该连接关系对于线损分析、停电研判及配电网停电期间的有效管理意义重大。此外，为了对配电网中的各节点进行可靠的状态评估、维持配电变压器和配电馈线三相负载和电压平衡等，势必需要准确地获取配电网的分支、户变关系、相位所属等拓扑信息。现有的拓扑识别方法一般基于专门的硬件识别设备，且需要对台区配电网进行额外的数据采集，再结合人工分析等方式才能获取该低压台区的拓扑结构。由于配电网重新配置、修复、维护和负载平衡所发生的变化，网络拓扑信息可能在某一时刻发生变化，且当相位跳变时，用户的相位所属也会很快发生切换，上述情况均会使配电网的拓扑结构瞬间发生变化。而现有的拓扑识别方法无法及时捕捉到这种瞬时变化，导致配电网中线损异常点本身故障的排查效率低、周期长等问题，从而无法满足拓扑识别的实时性和准确性的需求。并且，现有的拓扑识别方式还需要较多的人工参与，繁琐耗时，无法满足拓扑识别智能化的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种低压台区拓扑识别方法及识别装置，能够准确、高效地对低压台区的拓扑结构进行自动识别，从而极大地提高对低压台区的管理水平。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种低压台区拓扑识别方法，所述低压台区包括多条线路分支，所述方法包括：在预定时间段中以预定时间间隔同时采集每条所述线路分支的用电信息数据，形成原始数据矩阵；对所述原始数据矩阵进行预处理，获得标准化数据矩阵；将所述标准化数据矩阵映射至预设维数的低维空间中，获得低维数据矩阵；所述预设维数小于所述标准化数据矩阵的维数；根据所述低维数据矩阵绘制所述低压台区的拓扑结构。优选地，所述对所述原始数据矩阵进行预处理，获得标准化数据矩阵，包括：对所述原始数据矩阵中的每一个元素进行以下操作，获得所述标准化数据矩阵：计算一个元素与预设单相电压标准值的差值，对该差值进行取绝对值运算。优选地，所述将所述标准化数据矩阵映射至预设维数的低维空间中，获得低维数据矩阵，包括：计算所述标准化数据矩阵中两两元素之间的相似度，获得第一相似度矩阵；在所述预设维数的低维空间中随机预设低维数据，获得初始低维矩阵；计算所述初始低维矩阵中两两元素之间的相似度，获得第二相似度矩阵；采用梯度下降法更新所述初始低维矩阵，以使所述第一相似度矩阵与所述第二相似度矩阵之间的差异最小化；当所述第一相似度矩阵与所述第二相似度矩阵之间的差异最小化时，获取对应的更新后的初始低维矩阵，将该更新后的初始低维矩阵作为所述低维数据矩阵。优选地，所述计算所述标准化数据矩阵中两两元素之间的相似度，获得第一相似度矩阵，包括：计算所述标准化数据矩阵中两两元素之间的条件概率；根据所述条件概率计算所述标准化数据矩阵中两两元素之间的联合概率，获得第一联合概率；根据所述第一联合概率形成所述第一相似度矩阵。优选地，所述计算所述初始低维矩阵中两两元素之间的相似度，获得第二相似度矩阵，包括：采用t分布算法计算所述初始低维矩阵中两两元素之间的联合概率，获得第二联合概率；根据所述第二联合概率形成所述第二相似度矩阵。优选地，采用KL散度算法计算所述第一相似度矩阵与所述第二相似度矩阵之间的差异。优选地，所述预设维数的低维空间为二维空间。本专利技术的另一目的在于提出一种低压台区拓扑识别装置，能够准确、高效地对低压台区的拓扑结构进行自动识别，从而极大地提高对低压台区的管理水平。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种低压台区拓扑识别装置，所述低压台区包括多条线路分支，所述装置包括：采集模块，用于在预定时间段中以预定时间间隔同时采集每条所述线路分支的用电信息数据，形成原始数据矩阵；预处理模块，用于对所述原始数据矩阵进行预处理，获得标准化数据矩阵；低维数据获取模块，用于将所述标准化数据矩阵映射至预设维数的低维空间中，获得低维数据矩阵；所述预设维数小于所述标准化数据矩阵的维数；拓扑绘制模块，用于根据所述低维数据矩阵绘制所述低压台区的拓扑结构。本专利技术还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项低压台区拓扑识别方法。本专利技术还提供一种终端设备，包括处理器，所述处理器用于执行上述任意一项低压台区拓扑识别方法。本专利技术所述的低压台区拓扑识别方法及识别装置，直接对低压台区中的每条线路分支的用电信息数据进行采集并处理，获得标准化数据矩阵，将该标准化数据矩阵映射至低维空间后，就可用低维数据矩阵来表示高维的标准化数据矩阵，由于低维数据矩阵能够有效展示数据特征之间的拓扑关系，因此，可根据低维数据矩阵绘制低压台区的拓扑结构。与现有技术相比，本专利技术的技术方案无需额外安装专门的拓扑识别设备，也无需额外采集该拓扑识别设备所需的拓扑识别数据，而直接采用现成的每条线路分支的用电信息数据来进行计算，节省了设备成本。同时，由于采用处理后的用电信息数据来绘制拓扑结构，当某条线路的用电信息改变，可实时地在拓扑结构中反映出来，具有实时性和准确性。可见，本专利技术提供的技术方案，能够准确、高效地对低压台区的拓扑结构进行自动识别，从而极大地提高对低压台区的管理水平。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例的方法流程图；图2为本专利技术实施例中低压台区的系统架构图；图3为本专利技术实施例中将标准化数据矩阵映射至低维空间的计算方法流程图；图4为本专利技术实施例的装置结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。本实施例中的低压台区的系统架构图如图2所示，图2中包括多条线路分支，每条线路分支的入户开关处均安装有计量设备，本实施例中假设有M条线路分支以及对应的M个计量设备，计量设备用于计量对应线路分支的有功功率、无功功率、功率因素、电压、电流、用电量等用电信息数据。在低压台区的变压器的总保开关位置处安装有总计量设备，该总计量设备用于对各个线路分支的用电信息数据进行汇总，并将汇总后的用电信息数据传送给智能融合终端。该智能融合终端安装在变压器的总保开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压台区拓扑识别方法，所述低压台区包括多条线路分支，其特征在于，所述方法包括：/n在预定时间段中以预定时间间隔同时采集每条所述线路分支的用电信息数据，形成原始数据矩阵；/n对所述原始数据矩阵进行预处理，获得标准化数据矩阵；/n将所述标准化数据矩阵映射至预设维数的低维空间中，获得低维数据矩阵；所述预设维数小于所述标准化数据矩阵的维数；/n根据所述低维数据矩阵绘制所述低压台区的拓扑结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压台区拓扑识别方法，所述低压台区包括多条线路分支，其特征在于，所述方法包括：
在预定时间段中以预定时间间隔同时采集每条所述线路分支的用电信息数据，形成原始数据矩阵；
对所述原始数据矩阵进行预处理，获得标准化数据矩阵；
将所述标准化数据矩阵映射至预设维数的低维空间中，获得低维数据矩阵；所述预设维数小于所述标准化数据矩阵的维数；
根据所述低维数据矩阵绘制所述低压台区的拓扑结构。


2.根据权利要求1所述的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，所述对所述原始数据矩阵进行预处理，获得标准化数据矩阵，包括：
对所述原始数据矩阵中的每一个元素进行以下操作，获得所述标准化数据矩阵：计算一个元素与预设单相电压标准值的差值，对该差值进行取绝对值运算。


3.根据权利要求1所述的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，所述将所述标准化数据矩阵映射至预设维数的低维空间中，获得低维数据矩阵，包括：
计算所述标准化数据矩阵中两两元素之间的相似度，获得第一相似度矩阵；
在所述预设维数的低维空间中随机预设低维数据，获得初始低维矩阵；
计算所述初始低维矩阵中两两元素之间的相似度，获得第二相似度矩阵；
采用梯度下降法更新所述初始低维矩阵，以使所述第一相似度矩阵与所述第二相似度矩阵之间的差异最小化；
当所述第一相似度矩阵与所述第二相似度矩阵之间的差异最小化时，获取对应的更新后的初始低维矩阵，将该更新后的初始低维矩阵作为所述低维数据矩阵。


4.根据权利要求3所述的低压台区拓扑识别方法，其特征在于，所述计算所述标准化数据矩阵中两两元素之间的相似度，获得第一相似度矩阵，包括：
计算所述标准化数据矩阵中两两元素之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张港红，霍超，白晖峰，王立城，甄岩，郑利斌，李新军，侯莹莹，苑佳楠，尹志斌，高建，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11