[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

说明书

本发明涉及低压配电网拓扑结构识别领域，尤其涉及一种基于智能电表电压曲线相似性分析的低压台区用户相位识别方法。首先，从用电信息采集系统提取台区变压器及其所属用户智能电表电压序列数据；接着，计算不同用户电压序列之间DTW距离，并基于DTW距离计算每个用户的局部离群点因子判断用户的台区变压器连接关系是否正确；然后，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三相电压序列之间DTW距离，该用户相位是A、B、C三相中DTW距离最小的相位。该方法可在线开展低压台区用户相位识别，无需人工现场巡测，有效解决了低压台区用户相位识别准确率低、工作效率低下、成本高问题。

技术领域

本发明电力系统配电技术领域，涉及低压配电网拓扑结构识别，尤其涉及一种基于智能电表电压曲线相似性分析的低压台区用户相位识别方法。

背景技术

我国低压配电网采用三相四线制接线方式,由于用户侧几乎都是单相负载，而且用电具有很强随机性，低压配电变压器极易出现三相不平衡。为了提高配变利用率，而需要将负载较重相的一些用电户移到较轻的另外一相进行供电，以平衡三相的负载，这就需要准确判断这些用电户所在的相位。目前，低压台区用户相位识别通常依靠人工现场巡测，耗费大量人力和物力。近年来，随着智能电表和用电信息采集系统的全面推广应用，积累了海量的用户用电数据，如何利用这些数据进行更加高效地用户相位识别，具有重要的现实意义。

公开号CN107271946A的专利公开了一种电能表相位识别方法，以变压器台区总表的A、B、C三相作为参照，通过用户电能表几个时刻的电压值与变压器台区总表的对应相同时刻的各电压值分别进行相关性运算，选择相关度最高的来确定相位。该方法不足之处在于采用皮尔逊相关系数度量用户电能表电压序列数据与变压器台区总表A、B、C各相电压序列数据之间的相关性，对数据质量要求较高、准确性较差(要求两个序列线性相关、长度相等而且是正态分布)。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于电压曲线相似性分析的低压台区用户相位识别方法，可有效提高用户相位识别准确性，解决了用户相位识别工作效率低下、成本高问题。

本发明采用了以下技术方案：

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；

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；

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。

优选的，在本发明中，所述步骤2中DTW距离的计算是一种时间序列相似性度量有效方法，它通过调整时间序列不同时间点对应元素之间的关系来获取一条最优弯曲路径，使其能很好地度量时间序列之间的相似性。假设有两条时间序列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。