[发明专利]一种基于聚类分析的三相异步电动机有功功率确定方法

权利要求书

1.一种基于聚类分析的三相异步电动机有功功率确定方法，其特征在于按照以下步骤进行：

1)测量三相异步电动机的一相电流I和对应的有功功率P，测量5组数据，这5组数据来自于5个不同的负载率区间内，每一个负载率区间任意测量一组数据；

2)根据测量的5组三相异步电动机一相电流I和对应的有功功率P的数值，确定三相异步电动机电流I和与其对应的有功功率P的函数关系式：

3)根据求得的电流I和对应的有功功率P的函数关系式，只测量三相异步电动机任意负载率下的一相电流I，就可以求得对应的有功功率P，根据关系式U为线电压，就可以进一步求出功率因数cosφ；

通过计算聚类中心的相似度确定三相异步电动机的5个负载率聚类区间，采用K-means聚类分析方法，从三相异步电动机不同负载率下得到五个不同的负载率区间，在每一个负载率区间内任意测量一组电流I和对应的有功功率P的数值，共得到5组数据，依据变量之间距离作为划分依据，将相似度高的变量归于1类，而将相似度较低的数据区分开，距离指的是欧氏距离即

聚类的结果应保证同一类中数据的相似度要足够高，不同类之间的相似度要尽可能的低，相似度

0≤S(x,y)≤1，而当相似度由0变为1时表示相似度逐渐增加；

将电动机现场运行实际测量数据作为一个整体的样本数据集合，利用统计分析软件SPSS进行K-means聚类分析，将样本分为5类，得到5个聚类中心，利用相似度来确定负载率区间的边界，取区间相似度S(x,y)为0.4，以5个聚类中心作为参考点，计算5个负载率聚类区间，聚类分析表达式如式(3)、式(4):

式(3)、(4)中：I为电动机的实际运行电流；I₀为电动机的相应聚类中心的电流；P为电动机的实际运行有功功率；P₀为电动机的相应聚类中心的有功功率。

2.按照权利要求1所述一种基于聚类分析的三相异步电动机有功功率确定方法，其特征在于：所述三相异步电动机电流I和与其对应的有功功率P的函数关系式：P＝a₁I⁴+a₂I³+a₃I²+a₄I+a₅；

参数a₁、a₂、a₃、a₄、a₅确定如下：利用实际测量的三相异步电动机5组不同负载率下的电流I与对应的有功功率P的值,利用MATLAB应用程序Curve Fitting Tool进行曲线拟合，将5组数据导入MATLAB，在应用程序Curve Fitting Tool中，选择函数多项式拟合模型并设定阶次为4，运行应用程序Curve Fitting Tool，即可得到最小二乘法多项式拟合的函数表达式以及相应的拟合曲线，从而确定了参数a₁、a₂、a₃、a₄、a₅。

3.按照权利要求1所述一种基于聚类分析的三相异步电动机有功功率确定方法，其特征在于：所述三相异步电动机负载率区间是5个，区间范围分别是(91％-99％)、(83％-90％)、(72％-79％)、(59％-67％)、(47％-55％)。