[发明专利]一种低压供电线路健康状态评估方法及系统

权利要求书

1.一种低压供电线路健康状态评估方法，其特征在于，包括步骤：

1)获取低压供电线路的等效电路图；

2)依据等效电路图，采集电压电流发生变化前后的电压电流值；

3)通过变化前后的电压电流值得到回路阻抗；

4)利用FCM聚类算法对单个用户的回路阻抗进行聚类分析，找出有可能出现健康异常状态的数据；

5)基于欧式距离对上述有可能出现健康异常状态的数据再次分析，进一步确定线路是否发生异常情况。

2.根据权利要求1所述的低压供电线路健康状态评估方法，其特征在于，步骤4)的具体过程为：

4.1)获取每个用户线路的阻抗数据，并进行预处理，绘制阻抗曲线；

根据台区内各用户的阻抗情况，将历史正常阻抗数据作为参考值而得到基准阻抗曲线；

4.2)设置聚类类别以及相应误差阈值；

4.3)将单个用户的阻抗曲线与多条基准阻抗曲线，作为FCM聚类算法的输入数据，进行聚类分析，一类为线路阻抗发生了健康异常情况，另一类则没有发生健康异常情况，得到相应的聚类结果；

4.4)对于聚类结果中聚类中心较低的数据如果大于设定值，则可以确定用户的阻抗出现健康异常。

3.根据权利要求2所述的低压供电线路健康状态评估方法，其特征在于，在步骤4.3)中，对应的聚类分析过程为：

4.3.1)输入每个再电气能源消费终端的用电量曲线，并加入多条全零日用电量；

4.3.2)初始化隶属度矩阵：采用随机生成n×c个0到1之间的随机数，并使其每一行的和为1，表示每条数据对不同聚类中心的隶属度和为1；其中n表示数据的个数；c表示聚类类别数；

设置初始隶属度中心

上述式中，b＝1，表示初始化隶属度矩阵，表示第j条数据对第i簇的归属度；m表示模糊权重指数，通常取m∈[1.5,2.5]；x_j表示第j条数据，表示初始聚类中心；

4.3.3)进一步得到更新隶属度矩阵

上述式子，表示第b+1次更新后的隶属度矩阵，表示第j条数据对第i簇的归属度；c表示聚类类别数；表示第b次更新后的第j条数据与第i簇的中心的欧氏距离；表示第b次更新后的第j条数据与第l簇的中心的欧氏距离；

4.3.4)根据当前隶属度矩阵再次更新聚类中心，如下公式：

其中，表示第b+1更新后，第i簇的聚类中心；表示第b+1次更新后的隶属度矩阵，表示第j条数据对第i簇的归属度；

4.4.4)判断是否满足阈值条件：当Vb和Vb+1的欧氏距离差不小于设定的阈值条件时，重复对应步骤，继续循环迭代更新隶属度矩阵和聚类中心，直到满足阈值条件；标准化隶属度矩阵U，当i定时，u_ij(j＝1,2,…,c)中最大的值为1，其它值为0，使第i条数据完全隶属于第j类；

4.4.5)最后输出标准化后的隶属度矩阵和聚类中心；

4.4.6)输出聚类结果。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的低压供电线路健康状态评估方法，其特征在于，步骤5)的具体过程为：根据上述得到的有可能出现健康异常状态的数据，计算该数据与正常数据的欧式距离；如果两条曲线的欧式距离大于正常曲线与m倍的阻抗曲线的欧式距离时，则认为该条数据为线路阻抗健康异常数据，其中m小于1。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的低压供电线路健康状态评估方法，其特征在于，在步骤2)中，在采集电压电流发生变化前后的电压电流值之后，对电压电流值进行标准化处理。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的低压供电线路健康状态评估方法，其特征在于，在步骤3)中，通过变化前后的电压电流值得到回路阻抗的计算公式为：

其中R为回路阻抗，ΔU为电压变化量，ΔI为电流变化量。