一種基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法
【專利摘要】一種基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，包括以下步驟：首先采利用變壓器負(fù)載數(shù)據(jù)處理成負(fù)載率數(shù)據(jù)，再經(jīng)過降維，提取出三個(gè)變壓器負(fù)載特征：年平均負(fù)載率、負(fù)載率波動(dòng)和負(fù)載率趨勢，然后經(jīng)過指標(biāo)計(jì)算形成變壓器負(fù)載特征樣本，對特征樣本集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化并采用k-medoids算法對其進(jìn)行聚類分群處理，最后對分群的結(jié)果進(jìn)行特征分析。本發(fā)明考慮了不同變壓器負(fù)載特性的差異性，提供了一種基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，得到變壓器運(yùn)行分群結(jié)果和建議，為掌握變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況和趨勢提供一種技術(shù)手段。
【專利說明】一種基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過建立變壓器負(fù)載特征指標(biāo)并以此實(shí)現(xiàn)變壓器負(fù)載分群的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益意識(shí)的不斷提高，降低損耗、節(jié)約電能已 日益成為供電行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。因此，采用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制，對降 低損耗、節(jié)約電能具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。其中，分析變壓器的負(fù)載特性是對變壓器開展 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制的基礎(chǔ)。
[0003] 傳統(tǒng)的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，主要根據(jù)變壓器技術(shù)參數(shù)，結(jié)合實(shí)際負(fù)荷情況，通過 負(fù)載率的大小簡單判斷變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況。該方法能夠反映變壓器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，但 很難確切反映出負(fù)載的歷史情況和未來變化趨勢，其負(fù)載率的分析方法也只反映了平均負(fù) 載率與最大負(fù)載率的關(guān)系、負(fù)載的集中程度，而沒有反映運(yùn)行的低谷負(fù)載情況、負(fù)載的分 散程度，因此，有必要對變壓器負(fù)載率進(jìn)行全面的分析，尋求更科學(xué)地反映負(fù)載情況的特征 量，對變壓器的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行合理分類，并能以此依據(jù)安排變壓器的合理運(yùn)行組合方式， 有效提高地區(qū)配電網(wǎng)中變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，降低配電網(wǎng)系統(tǒng)總體的電能損耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是根據(jù)變壓器的負(fù)載數(shù)據(jù)，分析變壓器的運(yùn)行狀態(tài)以 及未來負(fù)載趨勢。
[0005] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是根據(jù)變壓器負(fù)載數(shù)據(jù)計(jì)算出負(fù)載率 數(shù)據(jù)并提取變壓器的負(fù)載特征，再根據(jù)負(fù)載特征對變壓器聚類分群，分析各個(gè)分群的內(nèi)部 特征，識(shí)別各個(gè)分群變壓器運(yùn)行狀態(tài)。
[0006] 本發(fā)明的一種基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法具體包括以下步驟：
[0007] 步驟1 :利用變壓器負(fù)載數(shù)據(jù)計(jì)算負(fù)載率數(shù)據(jù)；
[0008] 步驟2:經(jīng)過數(shù)據(jù)降維，把負(fù)載率數(shù)據(jù)處理得到日平均負(fù)載率；
[0009] 步驟3:提取變壓器負(fù)載特征，得到年平均負(fù)載率、負(fù)載率波動(dòng)和負(fù)載率趨勢，形 成特征樣本集；
[0010] 步驟4 :對特征樣本集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再進(jìn)行變壓器負(fù)載k-medoids聚類分群；
[0011] 步驟5 :對分群結(jié)果進(jìn)行特征分析。
[0012] 所述的步驟1中的負(fù)載數(shù)據(jù)包括P_H-高壓側(cè)有功、Q_H-高壓側(cè)無功以及監(jiān)測的 時(shí)間t;
[0013] 所述的負(fù)載率數(shù)據(jù)是根據(jù)變壓器的容量V和負(fù)載率計(jì)算公式

【權(quán)利要求】
1. 一種基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，其特征是包括以下步驟： 步驟1 :利用變壓器負(fù)載數(shù)據(jù)計(jì)算負(fù)載率數(shù)據(jù)； 步驟2:經(jīng)過數(shù)據(jù)降維，把負(fù)載率數(shù)據(jù)處理得到日平均負(fù)載率； 步驟3:提取變壓器負(fù)載特征，得到年平均負(fù)載率、負(fù)載率波動(dòng)和負(fù)載率趨勢，形成特 征樣本集； 步驟4:對特征樣本集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再進(jìn)行變壓器負(fù)載k-medoids聚類分群； 步驟5:對分群結(jié)果進(jìn)行特征分析。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，其特征是：所述的步 驟1中的負(fù)載數(shù)據(jù)包括P_H-高壓側(cè)有功、Q_H-高壓側(cè)無功以及監(jiān)測的時(shí)間t; 所述的負(fù)載率數(shù)據(jù)是根據(jù)變壓器的容量V和負(fù)載率計(jì)算公式/-h2^q-hL^ 算得到變壓器的負(fù)載率數(shù)據(jù)序列{(f\，h)，（f2,t2)，…，（fs，ts)}，其中^t2，…，ts是按照時(shí) 間先后順序進(jìn)行的有序排列，（fi，表示在h時(shí)刻變壓器的負(fù)載率為A。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，其特征是：所述的 步驟2的數(shù)據(jù)降維是以天為單位，計(jì)算各個(gè)變壓器每天的平均負(fù)載率，即日平均負(fù)載率 I& 真O P 卿―/=-a/.〇 S1=1
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，其特征是：所述的步 驟3的提取變壓器負(fù)載特征具體為：一臺(tái)變壓器的年平均負(fù)載率、負(fù)載率波動(dòng)和負(fù)載率趨 勢的計(jì)算公式分別為 ： (1)年平均負(fù)載率￡)?>·_/)，Day_fj是第j天的日平均負(fù)載率； 365/_! 「I~365 ⑵負(fù)載率波動(dòng) - / =t(i5W- - /)2 * (3)負(fù)載率趨勢的計(jì)算分為兩步： 第一步：計(jì)算各個(gè)月份的月平均負(fù)載i. 〃吵―.//，其中Hi1為1 ZiIOj 月的天數(shù)； 第二步：以1-12月的月平均負(fù)載率進(jìn)行直線擬合，求出該直線的 I(Month-J]-Month-m-1) 斜率，即為負(fù)載率趨勢^-，其中 a(I-D2 /-] -JMfwZ/匕/;, / ;計(jì)算出所有變壓器的特征指標(biāo)值，形成特征樣本 IZ/-I I 2 /-! 集。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，其特征是：所述的步 驟4的對特征樣本集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化為： 對每一個(gè)特征指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化公式如下： Υθπγ f - Yccir 1 標(biāo)準(zhǔn)化后的年平均負(fù)載率二= / ~ ' =-，其中 JVarYear/
, f-?7"--Γf _________ 1η 標(biāo)準(zhǔn)化后的負(fù)載率波動(dòng)-VormFiW二/，=-，其中Var-f=-iVar-f;，F(xiàn)hr-Far- / =丄￡(Fbr- /廠Par- /)2 ni^i Trend f - Trend f 標(biāo)準(zhǔn)化后的負(fù)載率趨勢jv^mTreflrf _=--""""==g=y^-.?其中
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，其特征是：所述的步 驟4的變壓器負(fù)載k-medoids聚類分類包含如下子步驟： S4. 1 :隨機(jī)選擇k個(gè)變壓器作為聚類分群初始的中心點(diǎn)，每個(gè)中心點(diǎn)代表一個(gè)分群； S4. 2 :當(dāng)k個(gè)中心點(diǎn)選定后，剩余的n-k個(gè)非中心點(diǎn)的變壓器歸到離它最近的選中變壓 器所代表的分群； 更為準(zhǔn)確地說：如果num_j是一個(gè)非中心點(diǎn)的變壓器，num_i是一個(gè)中心點(diǎn)（選中對 象），并且d(num_i，num_j)是11111]1_」與所有k個(gè)中心點(diǎn)距離最小的，則num_j屬于num_im 代表的分群； S4. 3 :對每一個(gè)中心點(diǎn)num_i，用該分群內(nèi)每一個(gè)非中心點(diǎn)的變壓器num_h代替原來中 心點(diǎn)num_i，計(jì)算其總代價(jià)S=current_cost_past_cost，其中current_cost表不非中心 點(diǎn)的變壓器num_h代替原來中心點(diǎn)num_i后，重新分配非中心點(diǎn)到最近的中心點(diǎn)所在的分 群，計(jì)算非中心點(diǎn)到所屬分群中心點(diǎn)的距離總和；past_cost表示非中心點(diǎn)的變壓器num_h 代替原來中心點(diǎn)num_i前，非中心點(diǎn)到所屬分群中心點(diǎn)的距離總和； S4. 4 :若在所有非中心點(diǎn)的變壓器num_h代替原來中心點(diǎn)num_i的其總代價(jià)S有小于 0的存在，則找出總代價(jià)S最小的一個(gè)，并用該非中心點(diǎn)的變壓器代替原來對應(yīng)的中心點(diǎn)， 形成新的k個(gè)中心點(diǎn)； S4. 5 :重復(fù)步驟S4. 3,S4. 4直到所有非中心點(diǎn)的變壓器num_h代替原來中心點(diǎn)num_i的總代價(jià)S均大于0。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載特性分析的變壓器分群方法，其特征是：所述的步 驟5具體為：分別對各個(gè)分群三個(gè)特征指標(biāo)，畫出概率密度圖，進(jìn)一步分析各個(gè)分群的不同 負(fù)載特征指標(biāo)下的變壓器的分布情況。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104318489SQ201410564530
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】顧溫國, 王紅斌, 高雅, 杜雙育, 李峰, 張良均, 云偉標(biāo) 申請人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院