一种智能用电行为分析方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用电行为分析的技术领域，揭露了一种智能用电行为分析方法，包括：获取用户的电力设备负荷数据，并计算电力设备负荷数据指标；利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，若检测到用电异常事件，则进行警报；对每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，其中每一段表示该用户在该时间段内的用电趋势情况；对不同用户的用电分段序列进行相似性计算，得到相似性判断矩阵；计算相似性判断矩阵的动态距离，若动态距离小于阈值，则将两个用户的用电行为为同一类，否则为不同类。本发明专利技术还提供了一种智能用电行为分析系统。本发明专利技术实现了用电行为分析。

【技术实现步骤摘要】
一种智能用电行为分析方法及系统
本专利技术涉及用电行为分析的
，尤其涉及一种智能用电行为分析方法及系统。
技术介绍
近年来能源使用出现大幅度增长态势。以电能消耗为例，2018年全年用电量约为6.8万亿kW·h，2019年仅上半年用电量约为7.2万亿kW·h，整体用电量呈现每年大幅增长趋势。现有的电力系统大多没有安装智能化的传感设备，缺乏细颗粒度的精细化监测，能源管理主要依靠工作人员的历史经验，能源管理手段相对粗放。鉴于此，开展综合能源的精细化监测迫在眉睫，以此降低人工数据的采集成本，提高用户用电信息采集的实效性和准确性，并通过分析负荷数据实现用户用电行为的分析，为制定节能策略、优化用电计划提供指导，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种智能用电行为分析方法，通过获取用户的用电负荷数据指标，对每一用户电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，其中每一段表示该用户在该时间段内的用电趋势情况；对不同用户的用电分段序列进行相似性计算，得到相似性判断矩阵，计算相似性判断矩阵的动态距离，若动态距离小于阈值，则将两个用户的用电行为为同一类，否则为不同类，从而达到智能化判断用户用电行为的目的。为实现上述目的，本专利技术提供的一种智能用电行为分析方法，包括：获取用户的电力设备负荷数据，并计算电力设备负荷数据指标；利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，若检测到用电异常事件，则进行警报；对每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，其中每一段表示该用户在该时间段内的用电趋势情况；对不同用户的用电分段序列进行相似性计算，得到相似性判断矩阵；计算相似性判断矩阵的动态距离，若动态距离小于阈值，则将两个用户的用电行为为同一类，否则为不同类。可选地，所述计算电力设备负荷数据指标，包括：在本专利技术一个具体实施例中，所述电力设备负荷数据包括电力设备电压值、电流值、频率、谐波等；根据所获取的电力设备负荷数据，本专利技术计算得到电力设备负荷数据指标，所述电力设备负荷数据指标的计算公式为：1)电压偏差：其中：ΔU为电力设备的电压偏差；Ure为电力设备的电压测量值；U为电力设备的标称电压；2)电流偏差：其中：ΔI为电力设备的电流偏差；Ire为电力设备的电流测量值；I为电力设备的标称电流；3)负荷总用电时间统计：其中：Toff，i，t为电力设备i第t次用电的关闭时间；Ton，i,t为电力设备i第t次用电的开启时间；Ti为电力设备i的用电总时间。可选地，所述利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，包括：根据所计算得到的电压偏差和电流偏差，计算得到电力设备的功率偏差：ΔP＝ΔUΔI对于如下用户的电力设备功率序列：P＝[ΔP1，ΔP2，…，ΔPi,…,ΔPN]其中：ΔPi为用户电力设备i的功率；计算得到电力设备功率序列的功率平均值以及方差：其中：为电力设备功率序列的功率平均值；Si为电力设备功率序列的方差；若则认为当前用户的电力设备发生功率突变，此时对当前用户进行用电警报，在本专利技术一个具体实施例中，所采用的用电警报方式为短信通知。可选地，所述对每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，包括：所述分段线性表示形式为：其中：X(t)为电力设备负荷数据指标的时间序列形式，X(t)＝{(x1,t1),…,(xn,tn)}，x1为t1时刻的电力设备负荷数据指标值；f(t)为分段后连接时间序列分段点的函数；e(t)为时间序列与它的分段线性表示之间的误差；tk,3,tk,o分别表示第k段时间序列的起始时刻和终止时刻；将k个分段线性序列表示结果作为原始时间序列X(t)的表征，其中X(t)＝{h1,h2,…，hk},hk＝fk(t)+ek(t)。可选地，所述对不同用户的用电分段序列进行相似性计算，包括：对于两个不同的用户用电分段序列X1(t)＝{h11,h12,…,h1k}和X2(t)＝{h21,h22,…,h2v}，利用下式计算两者分段序列的相似性：从而得到不同用户的相似性判断矩阵D。可选地，所述计算相似性判断矩阵的动态距离，包括：在相似系判断矩阵中计算得到一条连续的路径B＝{b1,…,b3}，使得路径上的元素值相加之和最小；构造距离目标函数：将目标函数的求解转换为动态规划问题，构造一个累计矩阵R＝{r(i,j)}记录从起始位置到结束位置的最短路径：其中：r(0,0)＝0,r(i,0)＝r(0,j)＝∞最终B(X1(t),X2(t))＝r(k,v)，若B(X1(t),X2(t))<T，则将两个用户的用电行为为同一类，否则为不同类，其中T为阈值，将其设置为0.4。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种智能用电行为分析系统，所述系统包括：电力数据获取装置，用于获取用户的电力设备负荷数据，并计算电力设备负荷数据指标；数据处理器，用于利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，若检测到用电异常事件，则进行警报；对每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，其中每一段表示该用户在该时间段内的用电趋势情况；用户行为分析装置，用于对不同用户的用电分段序列进行相似性计算，得到相似性判断矩阵，计算相似性判断矩阵的动态距离，若动态距离小于阈值，则将两个用户的用电行为为同一类，否则为不同类。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有用户行为分析程序指令，所述用户行为分析程序指令可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的智能用电行为分析的实现方法的步骤。相对于现有技术，本专利技术提出一种智能用电行为分析方法，该技术具有以下优势：首先，本专利技术利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，所述异常事件的检测流程为：根据所计算得到的电压偏差和电流偏差，计算得到电力设备的功率偏差：ΔP＝ΔUΔI对于如下用户的电力设备功率序列：P＝[ΔP1,ΔP2,…,ΔPi,…,ΔPN]其中：ΔPi为用户电力设备i的功率；计算得到电力设备功率序列的功率平均值以及方差：其中：为电力设备功率序列的功率平均值；Si为电力设备功率序列的方差；若则认为当前用户的电力设备发生功率突变，此时对当前用户进行用电警报，在本专利技术一个具体实施例中，所采用的用电警报方式为短信通知；从而保障了用户用电安全。同时，本专利技术将所计算得到的每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，所述分段线性表示形式为：...

【技术保护点】
1.一种智能用电行为分析方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取用户的电力设备负荷数据，并计算电力设备负荷数据指标；/n利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，若检测到用电异常事件，则进行警报；/n对每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，其中每一段表示该用户在该时间段内的用电趋势情况；/n对不同用户的用电分段序列进行相似性计算，得到相似性判断矩阵；/n计算相似性判断矩阵的动态距离，若动态距离小于阈值，则将两个用户的用电行为为同一类，否则为不同类。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能用电行为分析方法，其特征在于，所述方法包括：
获取用户的电力设备负荷数据，并计算电力设备负荷数据指标；
利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，若检测到用电异常事件，则进行警报；
对每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，其中每一段表示该用户在该时间段内的用电趋势情况；
对不同用户的用电分段序列进行相似性计算，得到相似性判断矩阵；
计算相似性判断矩阵的动态距离，若动态距离小于阈值，则将两个用户的用电行为为同一类，否则为不同类。


2.如权利要求1所述的一种智能用电行为分析方法，其特征在于，所述计算电力设备负荷数据指标，包括：
1)电压偏差：



其中：
ΔU为电力设备的电压偏差；
Ure为电力设备的电压测量值；
U为电力设备的标称电压；
2)电流偏差：



其中：
ΔI为电力设备的电流偏差；
Ire为电力设备的电流测量值；
I为电力设备的标称电流；
3)负荷总用电时间统计：



其中：
Toff，i，t为电力设备i第t次用电的关闭时间；
Ton，i，t为电力设备i第t次用电的开启时间；
Ti为电力设备i的用电总时间。


3.如权利要求2所述的一种智能用电行为分析方法，其特征在于，所述利用计算得到的电力设备负荷数据指标进行异常事件检测，包括：
根据所计算得到的电压偏差和电流偏差，计算得到电力设备的功率偏差：
ΔP＝ΔUΔI
对于如下用户的电力设备功率序列：
P＝[ΔP1，ΔP2，...，ΔPi，...，ΔPN]
其中：
ΔPi为用户电力设备i的功率；
计算得到电力设备功率序列的功率平均值以及方差：






其中：

为电力设备功率序列的功率平均值；
Si为电力设备功率序列的方差；
若则认为当前用户的电力设备发生功率突变，此时对当前用户进行用电警报。


4.如权利要求3所述的一种智能用电行为分析方法，其特征在于，所述对每一用户的电力设备负荷数据指标进行分段线性表示，包括：
所述分段线性表示形式为：



其中：
X(t)为电力设备负荷数据指标的时间序列形式，X(t)＝{(x1，t1)，...，(xn，tn)}，x...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦赞锋，张君玮，邹佳，章进军，钱文雍，
申请(专利权)人：江苏新智合电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32