[发明专利]一种配电网低压异常用户辨识的方法

权利要求书

1.一种配电网低压异常用户辨识的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：针对配电网电能曲线建立电能平衡方程；

假设某一台区下挂有n户电力用户，M₀为台区配电变压器出口电能表一天96个采样点的电能实测值数列，记为：[M₀₀₁,M₀₀₂,…M₀₉₆]^T，M₁、M₂、M₃、M₄…M_n分别台区内用户1到用户n的电能表一天96个采样点的电能实测值数列，记为[M₁₀₁,M₁₀₂,…M₁₉₆]^T、[M₂₀₁,M₂₀₂,…M₂₉₆]^T、…、[M_n01,M_n02,…M_n96]^T，δ₁，δ₂，δ₃，δ₄…δ_n分别为对应用户的线路电能损耗率，由于台区的有功电能量是守恒的，因此在没有用户窃电的情况下，任一时刻，有如下关系式：

M₀＝M₁(1+δ₁)+M₂(1+δ₂)+…+M_n(1+δ_n)

当某个用户有窃电行为时，则有M₀＞M₁(1+δ₁)+M₂(1+δ₂)+…+M_n(1+δ_n)，此时对δ₁，δ₂，δ₃，δ₄…δ_n进行修正，设修正后线路电能损耗率为δ′₁、δ′₂、δ′₃…δ′_n，M'₀为修正线路电能损耗率后的一天96个采样点的电能计算值数列；

则有M'₀＝M₁(1+δ′₁)+M₂(1+δ′₂)+…+M_n(1+δ'_n)；

步骤2，针对配电网电能平衡方程构建目标函数；

F＝|M′₀-M₀|＝|M′₀₀₁-M₀₀₁|+|M′₀₀₂-M₀₀₂|+…+|M′₀₉₆-M₀₉₆|

式中：F为修正线路电能损耗率后的一天96个采样点的电能计算值数列M'₀和台区配电变压器出口电能表一天96个采样点的电能实测值数列M₀的误差；M′₀₀₁、M′₀₀₂、…、M′₀₉₆为修正线路电能损耗率后的一天96个采样点的电能计算值数列，M₀₀₁、M₀₀₂、…、M₀₉₆为一天96个采样点的电能实测值数列；

步骤3，利用泊松分布函数对人工鱼群算法步长进行改进，通过自适应步长人工鱼群算法对目标函数进行求解，进而对低压异常用户进行辨识；

步骤3.1，初始化自适应人工鱼群算法中人工鱼个体的位置，随机生成一组人工鱼；初始化人工鱼个体的位置状态为向量X＝(x₁,x₂,…,x_n),向量x₁,x₂,…x_n分别为对应用户的一组可能线路电能损耗率，人工鱼当前所在位置的食物浓度为Y＝f(x)，对应于目标函数中的误差，误差越低的位置食物浓度越高，设置算法的初始参数人工鱼条数N、人工鱼群视野visual、鱼群移动步长step、觅食最大尝试次数为try_number、拥挤度因子σ、最大迭代次数i_max；随机生成各人工鱼个体，形成初始鱼群，鱼群中每条人工鱼代表一组可能线路电能损耗率；

步骤3.2，计算各人工鱼初始状态的食物浓度，并将最大者计入公告板；选取一个台区配电变压器出口电能表一天96个采样点的电能实测值数列M₀和n户电力用户一天96个采样点的电能实测值数列M₁、M₂、M₃、M₄…M_n，根据目标函数计算出误差值，计算出食物浓度函数值，并比较各条人工鱼对应的食物浓度函数值，取最优个体，最优个体为误差值最小，即食物浓度最高，并将其对应的食物浓度函数值记入公告板；

步骤3.3，自适应修正人工鱼步长并分别执行人工鱼觅食行为、追尾行为；

设计人工鱼步长调节机制，设f_V(i)为人工鱼步长的分布函数，i为当前迭代次数；设step为人工鱼初始移动步长，利用泊松分布的右侧衰减性，在迭代过程中，人工鱼的移动步长随着迭代次数进行衰减，λ为自定义常数；

自适应修正人工鱼步长后，再分别执行人工鱼的觅食行为、追尾行为；

各人工鱼模拟觅食行为，假设当前人工鱼个体所处的状态为x_i，当前人工鱼x_i和下一个选择状态x_j之间的距离d_ij≤visual时，即在当前人工鱼个体所处的状态x_i处的视野范围内，随机选择人工鱼个体的某个状态x_j，若状态x_j处的食物浓度值高于状态x_i处的食物浓度值，则朝着x_j处的方向前进一步；否则，再重新随机选择状态x_j，并判断人工鱼个体朝着状态x_j处前进的条件是否满足；如此不断地尝试，最多尝试try_number次，try_number为人工鱼觅食行为最大尝试次数，如果经过try_number次后仍然不满足朝状态x_j处前进的条件，则随机朝任何一个方向前进一步；

各人工鱼模拟追尾行为，假设当前人工鱼个体所处的状态为x_i，而人工鱼个体在该状态处的视野范围内可见的所有伙伴中食物浓度值最大者的伙伴为x_max，并且在伙伴x_max处的视野范围内可见的所有伙伴数目为N_max；此时，若能够同时满足条件：和Y_i＜Y_max，则表明伙伴x_max处的食物浓度值较高，朝着x_max处的方向前进一步；否则执行觅食行为；其中，N_c为视野范围内可见的所有伙伴数目，Y_i为当前区域食物浓度，Y_max为食物浓度最大区域；

当各人工鱼分别模拟觅食行为、追尾行为后，选择食物浓度高的行为作为实际执行；

步骤3.4，各人工鱼执行一次觅食行为、追尾行为后，检验自身状态和食物浓度，并与公告板记录的值进行比较，如果优于公告板记录的值，则更新公告板；

步骤3.5，判断是否达到最大迭代次数，若达到则输出结果，获得一组满足要求的线路电能损耗率数列；

步骤3.6，分析线路电能损耗率数列，对电能损耗率过高的线路，判定为低压异常用户。