[发明专利]基于分割理论的电网工程前期策划与运维阶段预警方法

权利要求书

1.一种基于分割理论的电网工程前期策划与运维阶段预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)针对电网工程前期策划与运维阶段的资金计划与实际情况，将电网工程的全寿命周期划分为不同阶段，建立投资监控点集；

(2)收集投资监控点样本数据，确定初步预警阈值区间最优分割确定阈值

(3)引入判别分析,修正预警阈值区间；

(4)根据电网工程项目实际前期策划与运维阶段的投资计划与实际情况，将监控的数据进行代入测算，得出预警情况，动态监控，直至电网工程全寿命期结束。

2.根据权利要求1所述基于分割理论的电网工程前期策划与运维阶段预警方法，其特征在于，所述步骤(2)的实施步骤如下所述：

1)定义类直径

首先按照指标排列成序C[p(n,k)]，并设p^*(n,k)的某一类是C[p(n,k)]，其均值向量为

p(n,2):{1,2,…,j-1},{j,j+1,…,n}(公式1)

则可定义类(x₁,x₂,…x_n)的直径为

k≤j≤n(公式2)

其中：n是指标数据的总数；k是指标数据的分类数量；j是数据的顺序位数；p(n,k)是将n个有序数据分为k类的一种方法；p^*(n,k)的是p(n,k)的某一类方法；

2)定义目标函数

设p(n,k)是将n个有序数据分为k类的一种方法，其中分点i₁＝1<i₂<…<i_k<i_k+1＝n+1，则可定义目标函数为各类离差平方的总和，即

C[p(n,k)]=ΣjkD(ij,ij+1-1)]]>(公式3)

则当C[p(n,k)]越小时，各类之间的平方和就越大，因此，最优化分就是使目标函数达到最小时的划分；D(i,j)为该类的类内离差平方和的计算值；

3)计算最优分割

用G_k-1＝{j_k-1,j_k-1+1,…,n}表示使p(n,2):{1,2,…,j-1},{j,j+1,…,n}达到极小的分类；

在两分割的情况下，所以有

C[p*(n,2)]=mink≤j≤n{C[p*(j-1,k-1)]+D(j,n)}]]>(公式4)

同理，当k≤j≤n时，则可用递归法求目标函数

C[p*(n,k)]=mink≤j≤n{C[p*(j-1,k-1)]+D(j,n)}]]>(公式5)

因此，对于n个有序观察数据进行分割时，可先寻找j_k使得:

C[p^*(n,k)]＝C[p^*(j_k-1,k-1)]+D(j,n)}(公式6)

于是得到第k类G_k＝{j_k,j_k+1,…,n}，然后找j_k-1，使其满足

C[p^*(j_k-1,k-1)]＝C[p^*(j_k-1,k-2)]+D(j_k-1,n)}(公式7)

得到第k-1类G_k-1＝{j_k-1,j_k-1+1,…,n}，依次继续下去，最终求得所需最优k个分割为

p^*(n,k)＝(G₁,G₂,…,G_n)(公式8)

4)确定较优分段数

确定目标函数随分段函数变化函数：C[p(n,k)]-k，该曲线的拐弯处对应的分段数即为较优的分段数，计算该曲线的斜率差值：

β(k)＝|(C[p(n,k-1)]-C[p(n,k)])/(k-(k-1))|-|(C[p(n,k)]-C[p(n,k+1)])/(k-(k-1))|(公式9)

预警阈值区间并不是连续的，如表1所示

表1初步预警阈值区间

3.根据权利要求1所述基于分割理论的电网工程前期策划与运维阶段预警方法，其特征在于，所述步骤(3)引入判别分析,修正预警阈值区间包括：

1)定义新样本与类之间的距离

由于经典Fisher算法的聚类原则是保证有序性不被破坏的前提下使类内离差平方和最小，类间离差平方和最大，所以新样本的归入同样应保持形成新类后，新类内离差平方和最小，新类间离差平方和最大，以平方欧式距离作为样本与类之间的距离度量可以保持原有聚类原则，且平方欧式距离为经典Fisher算法中定义类直径所用到的距离，所以采用平方欧式距离作为新样本与类之间的距离是合理的，定义平方欧氏距离如下

d(x,G₁)＝(x-μ₁)²(公式10)

其中：G₁表示类，其均值为μ₁，x为新样本；

2)定义判别函数和判别规则

W(x)＝d(x,G₁)-d(x,G₂)(公式11)

判别规则：若W(x)>0，则新样本归入G₂类，否则归入G₁类；

修正预警阈值区间以使其连续，如表3-1、3-2所示(其中:c_i≤0,b_i≥0)，若正在实施的电网工程投资监测节点K0(K0∈{K1,K2,…,Kn})的投资偏差值为p0，p0∈{c3～c2}，则投资监测节点K0的警情为“整改”；

表2最终预警区间

表3-1前期策划阶段投资监控点体系

表3-2运维阶段投资监控点