一种线损率合理区间的计算方法技术

本发明专利技术涉及一种线损合理区间的计算方法，其包括如下步骤：（1）用电信息的数据采集和处理；（2）基于XGBOOST算法预测台区线损率合理值；（3）利用小波变换方法处理台区线损率波动情况，再利用K‑Means聚类算法对线损运行状态进行分类；（4）对不同类型的台区线损率预测结果结合拉依达准则对目标台区划分台区线损率合理值区间。本发明专利技术可实现“一台区一目标”的台区线损差异化管理模式，支撑台区线损精益化管理。

【技术实现步骤摘要】
一种线损率合理区间的计算方法
本专利技术属于配电网领域，具体涉及一种线损率合理区间的计算方法。
技术介绍
台区是配电网向用户供电的“最后一公里”，也是电网线损管理的末端节点，是线损治理的重要环节。目前，台区线损管理未充分考虑不同台区的实际情况及其差异性，台区合理降损空间不明确，“一刀切”高损预警管理模式给线损治理带来了困难，不利于线损工作的推进，无法满足精益管理的需求。因此，有必要利用大数据挖掘分析方法开展台区线损大数据应用，支撑台区线损精益管理工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可实现“一台区一目标”的台区线损差异化管理模式，支撑台区线损精益化管理的线损率合理区间的计算方法。本专利技术采用如下技术方案：一种线损合理区间的计算方法，其包括如下步骤：(1)用电信息的数据采集和处理；(2)基于XGBOOST算法预测台区线损率合理值；(3)利用小波变换方法处理台区线损率波动情况，再利用K-Means聚类算法对线损运行状态进行分类；(4)对不同类型的台区线损率预测结果结合拉依达准则对目标台区划分台区线损率合理值区间。其中，步骤(1)中，收集供电量、用电量、用户数、配变容量、户均容量、线损率、采集成功率和智能表覆盖率，经异常数据处理和基于业务逻辑的数据筛选后，计算单向占比、台区三相不平衡度、台区24小时负荷均匀度。其中，所述台区三项不平衡度PHD通过下式计算：式中：Max_I：三相电流最大值；Min_I：三相电流最小值；所述台区24小时负荷均匀度JYD通过下式计算：式中：Sum_I：配变每天每个时间点的三相电流之和；Max_I：配变Sum_I中的最大值；Min_I：配变Sum_I中的最小值；所述单向占比DXZB通过下式计算：式中：Sum_P：配变每日三相用电量之和；P_i：配变每日单相用户用电量之和；所述户均容量AVG_CAP通过下式计算：式中：CAP：配变容量；Num：台区用户数。其中，所述异常数据处理为删除线损相关特征数据中的缺失值以及利用散点图和箱线图法处理数据中极值；所述基于业务逻辑的数据筛选为选取台区线损率在0-10之间的台区数据；删除采集成功率为0的台区数据，删除智能表覆盖率小于0的台区数据，删除其他业务规则明显异常的数据。其中，所述步骤(2)中，以台区三相不平衡度、台区24小时负荷均匀度、单相占比作为特征因素，台区线损率为目标，则台区线损率合理值预测模型中XGBOOST的目标函数为：其中，为训练集中每个样本点的真实线损率值yi和预测目标线损率的差距，l为平方损失函数；Ω(fk)为正则项，T为叶子节点数，ω为叶子节点的分数。其中，所述预测目标线损率通过下式进行计算：式中，fk(xi)为使用k个树模型依据台区三相不平衡度、台区24小时负荷均匀度和单相占比等特征输入模型后的输出结果，并将k个输出结果求和后得到估计线损率F为所有树组成的函数空间。其中，步骤(3)中，小波变换方法为：式中：a为尺度，τ为平移量，t为线损率。其中，步骤(3)中，对小波处理后的台区线损率数据利用K-Means聚类算法对线损运行状态进行分类，具体过程为：将台区线损率作为特征，构建台区分类模型，即：其中，K表示类簇个数；当两次迭代J的差值小于某一阈值时，即ΔJ＜δ时，则终止迭代，此时所得类簇即为最终聚类结果，通过对每一次聚类分析轮廓系数比较，最佳聚类结果划分为运行稳定台区、运行波动较小台区以及波动较大台区。其中，所述轮廓系数通过下式得到：其中，a(i)＝average(i)，i向量到所有它属于的簇中其它点的距离；b(i)＝min(i)，i向量到与它相邻最近的一簇内的所有点的平均距离；a(i)：i向量到同一簇内其他点不相似程度的平均值；b(i)：i向量到其他簇的平均不相似程度的最小值。其中，所述步骤(4)中，划分每个台区的线损合理值区间的具体方法为：(A)运行波动较小台区线损率合理值区间：(μ-σ，μ+σ)上式中：μ为运行波动较小台区日度线损率均值；σ为运行波动较小台区中每个台区日度线损率的标准差；(B)运行稳定台区线损率合理值区间：(μ-2σ，μ+2σ)上式中：μ为运行稳定台区日度线损率均值；σ为稳定台区中每个台区日度线损率的标准差；(C)波动较大台区线损率合理值区间：(μ-3σ，μ+3σ)上式中：μ为波动较大台区区日度线损率均值；σ为波动较大台区中每个台区日度线损率的标准差。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术综合考虑台区之间的差异性，深度挖掘台区降损空间，建立目标台区降损浮动机制，实现“一台区一目标”线损精益化管理模式。2、本专利技术对台区线损相关特征进行深度挖掘，对台区运行数据进行分析，从业务与数据多维角度考虑台区线损率重点影响指标，构建台区线损率相关特征，并结合多个维度，分析与线损率的关系及映射函数，根据特征的变化推出线损率的变化。3、本专利技术从业务角度出发，分析台区运行特征，对具有相同特征的台区进行聚类，对不同运行情况的台区进行分析，从而实现对台区线损率合理值预测。4、本专利技术深入挖掘台区运行过程中线损率变化特性，分析造成台区线损率波动情况原因，结合小波变换算法用于削减台区日度线损率波动情况对台区线损率的影响程度，并利用K-Means聚类算法对台区波动性进行聚类，分析台区运行特征。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。图2为本专利技术的实施框架图。具体实施方式下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线损合理区间的计算方法，其特征在于，其包括如下步骤：/n(1)用电信息的数据采集和处理；/n(2)基于XGBOOST算法预测台区线损率合理值；/n(3)利用小波变换方法处理台区线损率波动情况，再利用K-Means聚类算法对线损运行状态进行分类；/n(4)对不同类型的台区线损率预测结果结合拉依达准则对目标台区划分台区线损率合理值区间。/n

【技术特征摘要】
1.一种线损合理区间的计算方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)用电信息的数据采集和处理；
(2)基于XGBOOST算法预测台区线损率合理值；
(3)利用小波变换方法处理台区线损率波动情况，再利用K-Means聚类算法对线损运行状态进行分类；
(4)对不同类型的台区线损率预测结果结合拉依达准则对目标台区划分台区线损率合理值区间。


2.根据权利要求1所述的一种线损合理区间的计算方法，其特征在于，步骤(1)中，收集供电量、用电量、用户数、配变容量、户均容量、线损率、采集成功率和智能表覆盖率，经异常数据处理和基于业务逻辑的数据筛选后，计算单向占比、台区三相不平衡度、台区24小时负荷均匀度。


3.根据权利要求2所述的一种线损合理区间的计算方法，其特征在于，所述台区三项不平衡度PHD通过下式计算：



式中：Max_I：三相电流最大值；Min_I：三相电流最小值；
所述台区24小时负荷均匀度JYD通过下式计算：



式中：Sum_I：配变每天每个时间点的三相电流之和；
Max_I：配变Sum_I中的最大值；
Min_I：配变Sum_I中的最小值；
所述单向占比DXZB通过下式计算：



式中：Sum_P：配变每日三相用电量之和；P_i：配变每日单相用户用电量之和；
所述户均容量AVG_CAP通过下式计算：



式中：CAP：配变容量；Num：台区用户数。


4.根据权利要求3所述的一种线损合理区间的计算方法，其特征在于，所述异常数据处理为删除线损相关特征数据中的缺失值以及利用散点图和箱线图法处理数据中极值；所述基于业务逻辑的数据筛选为选取台区线损率在0-10之间的台区数据；删除采集成功率为0的台区数据，删除智能表覆盖率小于0的台区数据，删除其他业务规则明显异常的数据。


5.根据权利要求4所述的一种线损合理区间的计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，以台区三相不平衡度、台区24小时负荷均匀度、单相占比作为特征因素，台区线损率为目标，则台区线损率合理值预测模型中XGBOOST的目标函数为：






其中，为训练集中每个样本点的真实线损率值yi和预测目标线损率的差距，l为平方损失函数；
Ω(fk)为正则项，T...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦宇，王晓甜，任鹏，马浩，李兵，周洋，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国网河北能源技术服务有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13