一种基于长短期聚类相似度加权的三相三线电能表错接线研判方法技术

本发明专利技术提供一种基于长短期聚类相似度加权的三相三线电能表错接线研判方法，涉及电量计量领域，建立由典型用电信息特征值构成的基本接线类型库；从用电信息采集系统中获取三相三线电能表历史用电信息特征值的历史日数据，基于四种时间尺度形成4个典型用电信息特征值数据集合；分别计算三相三线电能表4组历史日用电信息特征值聚类与现场接线类型库中的每一个现场接线类型之间的相关系数和夹角余弦；再计算相似度；按照近大远小的原则，设置的权重，进而求出加权之后的相似度，根据相似度的数值即得出三相三线电能表的具体接线形式

【技术实现步骤摘要】
一种基于长短期聚类相似度加权的三相三线电能表错接线研判方法


[0001]本专利技术涉及电量计量领域，特别涉及一种基于长短期聚类相似度加权的三相三线电能表错接线研判方法
。

技术介绍

[0002]现有的对三相三线电能表错接线
、
计量故障
、
窃电等各类异常的分析研判技术，主要分为两个方向，一个是通过硬件检测，另一个是通过对三相三线电能表采集的数据进行分析
。
[0003]目前的硬件检测的技术方式有很多种，如采用阻波装置和感测装置实现非入户不断电三相三线电能表错接线检测，或者利用带微处理器的错接线检测仪获取电路的测量信号判断现场待测装置的接线是否正确
。
然而，硬件检测方法无法解决同时对大量三相三线电能表的接线研判，使用成本也较高，无法大范围推广使用，并且当三相三线电能表出现错接线时无法及时感知
。
对实时采集的三相三线电能表数据分析则是根据采集数据的有功功率
、
无功功率
、
功率因数等变化量确定是否发生了错接线，但是无法精确感知具体错接线类型，从而无法及时计算出后续的电量追退
。
故如何根据三相三线电能表已有数据及时研判出错接线类型是当前技术中急需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有三相三线电能表错接线研判方法的普适性差
、
算法可靠性低
、
研判结果的精度不高等缺陷，提出了一种基于长短期聚类相似度加权的三相三线电能表错接线研判方法，方法包括：步骤
1、
基于
ABC
三相电压中，含极性特征的
AC
两相电流接入三相三线电能表存在的
48
种组合接线方式，建立由典型用电信息特征值构成的基本接线类型库
Ω0={
Ω
0,1
, Ω
0,2
,
…
, Ω
0,j
,
…
Ω
0,48
}
，
Ω
0,j
，
j=1,2,
…
48
，
j
为第
j
种基本接线类型；步骤
2、
从用电信息采集系统中获取三相三线电能表过去一年的历史用电信息特征值历史日数据，分别按照过去的一周
、
过去的一个月
、
过去的一个季度和过去的一年的时间尺度，形成4个典型用电信息特征值数据集合；步骤
3、
分别计算三相三线电能表4组历史日用电信息特征值聚类与现场接线类型库
Ω
′
中的每一个现场接线类型
Ω
j
之间的相关系数
ρ
x,j
(,
Ω
j
)
和夹角余弦
C
x,j
(,
Ω
j
)
；
x∈{7,30,90,365}
；设相关系数
ρ
x,j
(,
Ω
j
)
及夹角余弦
C
x,j
(,
Ω
j
)
的权重分别为
α
x
和
β
x
，分别计算得到三相三线电能表4组历史日用电信息特征值聚类与每一个现场接线类型
Ω
j
之间的相似度
S
x,j
；
按照近大远小的原则，设置
S
x,j
的权重
γ
x
，进而求出加权之后的三相三线电能表历史日用电信息特征值与现场接线类型
Ω
j
的相似度
S
j
，根据相似度
S
j
的数值即得出三相三线电能表的具体接线形式
。
[0005]进一步需要说明的是，步骤1还包括：定义三相三线电能表为每
15
分钟上传用电信息采集系统一组数据，故一天按照
96
个点进行设计分析，建立基于
ABC
三相电压中，含极性特征的
AC
两相电流以及
AC
两相功率因数角典型用电信息特征值构成的三相三线电能表基本接线类型库
Ω0={
Ω
0,1
, Ω
0,2
,
…
, Ω
0,j
,
…
Ω
0,48
}
，
Ω
0,j
（
j=1,2,
…
48
）为第
j
种基本接线类型，具体表达式如下所示：（1）式中：分别表示第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中
k
时刻
A、B、C
三相的电压值；分别表示第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中
k
时刻
A、C
两相的电流值；分别表示第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中
k
时刻
A、C
两相的功率因数角；三相三线电能表的基本接线类型库
Ω0={
Ω
0,1
, Ω
0,2
,
…
, Ω
0,j
,
…
Ω
0,48
}
中的
j=1,2,
…
48
，由
48
种基本接线类型构成，其中只有1种是正确接线，余下
47
种均视为错接线
。
[0006]进一步需要说明的是，步骤1还包括：从上级配电台区的用电数据中获取台区电力负荷的整体用电特性，对第
j
（
j=1,2,
…
48
）种基本接线类型
Ω
0,j
的典型用电信息特征值进行如公式
(2)
至
(4)
所示的修正进行调整：（2）其中：为第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中的
ψ
相在
k
时刻的电压修正系数，电压修正系数的取值基于上级配电台区，根据手动或在线自动调整；（3）其中：为第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中的
ψ
相在
k
时刻的电流修正系数，电流修正系数的取值基于上级配电台区，根据手动或在线自动调整；（4）其中：是服从正态分布的随机变量，即：，为上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于长短期聚类相似度加权的三相三线电能表错接线研判方法，其特征在于，方法包括：步骤
1、
基于
ABC
三相电压中，含极性特征的
AC
两相电流接入三相三线电能表存在的
48
种组合接线方式，建立由典型用电信息特征值构成的基本接线类型库
Ω0={
Ω
0,1 , Ω
0,2 ,
…
, Ω
0,j
,
…
Ω
0,48 }
，
Ω
0,j
，
j=1,2,
…
48
，
j
为第
j
种基本接线类型；步骤
2、
从用电信息采集系统中获取三相三线电能表过去一年的历史用电信息特征值历史日数据，分别按照过去的一周
、
过去的一个月
、
过去的一个季度和过去的一年的时间尺度，形成4个典型用电信息特征值数据集合；步骤
3、
分别计算三相三线电能表4组历史日用电信息特征值聚类与现场接线类型库
Ω
′
中的每一个现场接线类型
Ω
j
之间的相关系数
ρ
x,j
(,
Ω
j
)
和夹角余弦
C
x,j
(,
Ω
j
)
；
x∈{7,30,90,365}
；设相关系数
ρ
x,j
(,
Ω
j
)
及夹角余弦
C
x,j
(,
Ω
j
)
的权重分别为
α
x
和
β
x
，分别计算得到三相三线电能表4组历史日用电信息特征值聚类与每一个现场接线类型
Ω
j
之间的相似度
S
x,j
；按照近大远小的原则，设置
S
x,j
的权重
γ
x
，进而求出加权之后的三相三线电能表历史日用电信息特征值与现场接线类型
Ω
j
的相似度
S
j
，根据相似度
S
j
的数值即得出三相三线电能表的具体接线形式
。2.
根据权利要求1所述的三相三线电能表错接线研判方法，其特征在于，步骤1还包括：定义三相三线电能表为每
15
分钟上传用电信息采集系统一组数据，故一天按照
96
个点进行设计分析，建立基于
ABC
三相电压中，含极性特征的
AC
两相电流以及
AC
两相功率因数角典型用电信息特征值构成的三相三线电能表基本接线类型库
Ω0={
Ω
0,1 , Ω
0,2 ,
…
, Ω
0,j
,
…
Ω
0,48 }
，
Ω
0,j
（
j=1,2,
…
48
）为第
j
种基本接线类型，具体表达式如下所示：（1）式中：分别表示第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中
k
时刻
A、B、C
三相的电压值；分别表示第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中
k
时刻
A、C
两相的电流值；分别表示第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中
k
时刻
A、C
两相的功率因数角；三相三线电能表的基本接线类型库
Ω0={
Ω
0,1 , Ω
0,2 ,
…
, Ω
0,j
,
…
Ω
0,48 }
中的
j=1,2,
…
48
，由
48
种基本接线类型构成，其中只有1种是正确接线，余下
47
种均视为错接线
。3.
根据权利要求2所述的三相三线电能表错接线研判方法，其特征在于，
步骤1还包括：从上级配电台区的用电数据中获取台区电力负荷的整体用电特性，对第
j
（
j=1,2,
…
48
）种基本接线类型
Ω
0,j
的典型用电信息特征值进行如公式
(2)
至
(4)
所示的修正进行调整：（2）其中：为第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中的
ψ
相在
k
时刻的电压修正系数，电压修正系数的取值基于上级配电台区，根据手动或在线自动调整；（3）其中：为第
j
种基本接线类型
Ω
0,j
中的
ψ
相在
k
时刻的电流修正系数，电流修正系数的取值基于上级配电台区，根据手动或在线自动调整；（4）其中：是服从正态分布的随机变量，即：，为上级配电台区关口表的功率因数角均值，为台区关口表的功率因数角方差，根据手动或在线自动调整；经过处理，得到的第
j
种现场接线类型
Ω
j
，具体为：（5）进而，得到反映真实场景的三相三线电能表现场接线类型库
Ω
′0={
Ω1, Ω
2 ,
…
Ω
j ,
…
Ω
0,48 }
，
Ω
j
（
j=1,2,
…
48
）为第
j
种基本接线类型
。4.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳丽，牛任恺，刘晶，刘继鹏，易忠林，焦东翔，张鑫磊，王利赛，郭伟，檀舒，刘桐然，石磊，妙红英，岳振宇，岳虎，王玉君，刘晓天，燕凯，巨汉基，姜振宇，刘岩，王磊，何义赟，顾青，夏靖，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司计量中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：