[发明专利]基于电压曲线相似性分析的低压台区用户相位识别方法

权利要求书

1.一种基于电压曲线相似性识别的低压台区用户相位识别方法，其特征在于，所述用户相位识别方法包括如下步骤：

步骤1：从用电信息采集系统提取台区变压器A、B、C三相和所属用户智能电表电压序列数据；

步骤2：计算不同用户电压序列数据之间DTW距离；

若两个不同用户电压序列数据分别为两条时间序列A＝{a₁,...,a_i,...,a_m}和B＝{b₁,...,b_j,...,b_n}，m和n分别表示时间序列A和B的长度，首先构造一个m*n的矩阵M，元素M(i,j)为a_i与b_j之间的距离，然后在矩阵中寻找一条使两条序列间累积距离最小的弯曲路径；弯曲路径W＝{w₁,...w_k,...,w_K}是矩阵M一组连续的元素集合，并且满足以下约束：

(1)有界约束：max(m,n)≤K≤m+n-1；

(2)边界约束：元素w₁＝M(1,1)和w_K＝M(m,n)分别是弯曲路径的起点和终点；

(3)连续性约束：给定元素w_k＝M(i,j)，其相邻元素w_k-1＝M(i′,j′)需满足i-i′≤1，j-j′≤1，即弯曲路径元素是相邻的；

(4)单调性约束：给定元素w_k＝M(i,j)，其相邻元素w_k-1＝M(i′,j′)需满足i-i′≥0，j-j′≥0；

弯曲路径采用动态规划的算法求解，其最优解子结构为：

d(i,j)＝M(i,j)+min{d(i-1,j-1),d(i-1,j),d(i,j-1)}；

其中i＝1,2,...,m，j＝1,2,...,n，d(0,0)＝0，d(i,0)＝d(0,j)＝+∞；

上述时间序列A＝{a₁,...,a_i,...,a_m}和B＝{b₁,...,b_j,...,b_n}的DTW距离为D_dtw(A,B)＝d(m,n)；

步骤3、基于用户电压序列数据之间DTW距离计算每个用户的局部离群点因子，若局部离群点因子大于2则判断该用户的台区变压器连接关系错误；其中，对象的局部离群点因子是它的k-距离邻域对象的局部可达密度与它本身的局部可达密度之比的平均值；

所述局部离群点因子定义如下：

定义1：对象o的k-距离dist_k(o):在给定对象集D中，对象o与另一个对象p∈D之间的距离dist(o,p)，满足：

(1)至少存在k个对象o′∈D-{o}，满足dist(o,o′)≤dist(o,p)；

(2)至少存在k-1个对象o′∈D-{o}，满足dist(o,o′)＜dist(o,p)；

即dist_k(o)是o与其第k个最近邻之间的距离；

定义2：对象o的k-距离邻域N_k(o)：在给定对象集D中，到对象o的距离不超过dist_k(o)的所有对象集合：N_k(o)＝{o′|o′∈D,dist(o,o′)≤dist_k(o)}，其中N_k(o)中的对象可能超过k个；定义3：从对象o到对象o′的可达距离reachdist_k(o′←o)：

reachdist_k(o′←o)＝max{dist_k(o′),dist(o,o′)}，且

reachdist_k(o′←o)≠reachdist_k(o←o′)；

定义4：对象o的局部可达密度lrd_k(o)：对象o与它的N_k(o)对象的平均可达距离的倒数：

其中，|N_k(o)|为N_k(o)对象的数量；

定义5：对象o的局部离群点因子LOF_k(o)：

步骤4：计算每个台区变压器连接关系正确的用户与台区变压器A、B、C三相电压序列数据之间DTW距离，用户相位是A、B、C三相中DTW距离最小的相位。