一種電網負荷特征曲線分析方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于大數據的電網負荷特征曲線的分析方法，先通過對日均近80000條數據進行剔除、修復以及平滑處理，以公變數據為例，通過比對每天96個采集時點數據，構建函數模型來計算不同用戶用電負荷的相關性，然后根據計算出來的相關系數來進行歸類，通過預設的閾值，將相關度大于的用戶歸為一類，并對所得類別進行由大到小的排序，根據預設的閾值，將元素個數大于的類進行再歸類，所用方法與上述一樣，由此歸納出公變用戶每日的特征曲線，再對這些特征曲線進行相關性度量，選取相關度大于的歸為一類，最終得到公變用戶全年的負荷特征曲線，同理，也可以得到專變用戶以及專線（調度）用戶全年的負荷特征曲線。
【專利說明】一種電網負荷特征曲線分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電網負荷特征曲線分析方法，特別是一種基于大數據的電網負荷特征曲線的分析方法。
【背景技術】
[0002]在電力系統中，電網負荷特性分析作為研究、分析電力市場的基礎性工作，關系到電網的建設、電力的供應規劃，也是電力系統經濟調度運行、制定調峰措施、緩解電力供應緊張局面的依據。負荷特征曲線的分析是電網負荷特性分析的重要內容。隨著堅強智能電網的迅速發展，信息技術正以前所未有的廣度、深度與電力生產、企業管理快速融合，信息系統已經成為智能電網的“中樞神經”，支撐新一代電網生產和管理發展。目前，國家電網公司已初步建成了國內領先、國際一流的信息集成平臺，電網業務數據從總量和種類上都已初具規模，為負荷特性分析提供了數據基礎。
[0003]如何分析并利用這些數據是當今的一大難題，現有的電網負荷特征曲線大都是按照行業來進行研究的，然而研究表明，同一行業中的不同企業在用電特征上往往也具有較大差異，所以基于行業分類的負荷特征曲線不能準確地反映企業用戶真正的用電習慣與特征。為了解決上述難題，本發明提供了一種基于大數據的電網負荷特征曲線的分析方法。
[0004]本發明提出的在大數據背景下基于數據挖掘與分析的電網負荷特征曲線分析方法，基于海量電力負荷數據運用數據挖掘與分析的方法得出公變、專變、專線用戶的負荷特征曲線，再計算負荷特征曲線同每一用戶的負荷曲線的相關系數，并將該用戶歸入與之相關系數最高的負荷特征曲線類別中，從而可以有針對性地對用戶的用電特性進行分析，為用戶合理用電、電網經濟運行的相關經濟和技術措施及政策的提出提供依據。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于根據現有電網負荷特征曲線的不足之處而提供一種基于大數據的電網負荷特征曲線的分析方法。
[0006]本發明包括如下步驟:
(1)收集電網用戶用電信息采集系統及調度系統中監測用戶的日負荷數據，按照用戶類別將其劃分為公變用戶數據、專變用戶數據、專線(調度)用戶數據；
(2)剔除異常數據；
(3)采用數據修復技術將48個采集時點的負荷數據擴充為96個采集時點負荷數據；
(4)采用數據平滑技術對數據進行平滑處理；
(5)對公變用戶數據通過比對每天96個采集時點數據，構建公變用戶負荷曲線的相似性函數模型、統計檢驗以及相關系數判別；
(6)選取其中一條為基準，計算余下的各條數據與它的相關系數并設定一個閾值，將相關系數大于閾值的歸為一類；
(7)采用類似的方法重復步驟(6)，將全部數據進行歸類； (8)對于所有的類，按照類的大小順序進行排序，并設定類的閾值，選取高于閾值的類進行數據平滑處理；
(9)對于高于類的閾值的類特征曲線，重復步驟(6)的方法進行歸類，得到公變用戶每日的特征曲線；
(10)針對公變用戶每日的特征曲線進行分析，選取某一天的特征曲線為基準，計算余下的特征曲線與它的相關系數，取相關系數大于閾值的歸為一類，重復上述步驟直至歸類結束；
(11)剔除不符合日特征曲線的數據，得到公變用戶全年的負荷特征曲線；
(12)對于專變用戶、專線(調度)用戶采用同樣的方法進行分析，重復步驟(5)?(11)，得到專變用戶、專線(調度)用戶全年的負荷特征曲線；
(13)建立數學模型，運用Fourier變換將滿足一定條件的某個函數表示成三角函數或者它們的積分的線性組合，得到全年負荷特征曲線的函數表達式，表達用戶用電的波動性。
[0007]所述的數據平滑處理方法為以該數據采集點為中心，在其前后各取兩個采集點，以這五個采集點數據的平均值來替換原采集點數據。
[0008]進一步的，上述步驟(6)所述的閾值為0.8或0.9。
[0009]進一步的，上述步驟(8)所述的類的閾值為50。
[0010]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:本發明是根據現有電網負荷特征曲線的不足之處而提供一種基于大數據的電網負荷特征曲線的分析方法，從而可以有針對性地對用戶的用電特性進行分析，為用戶合理用電、電網經濟運行的相關經濟和技術措施及政策的提出提供依據。
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1所示為本發明所述基于大數據的電網負荷特征曲線的分析方法的流程圖。
[0013]圖2所示為本發明所述基于大數據的電網負荷特征曲線的分析方法建立數學模型的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例一:一種電網負荷特征曲線分析方法，所述的方法包括如下步驟:
(1)收集電網用戶用電信息采集系統及調度系統中監測用戶的日負荷數據，按照用戶類別將其劃分為公變用戶數據、專變用戶數據、專線(調度)用戶數據；
(2)剔除異常數據；
(3)采用數據修復技術將48個采集時點的負荷數據擴充為96個采集時點負荷數據；
(4)采用數據平滑技術對數據進行平滑處理；
(5)對公變用戶數據通過比對每天96個采集時點數據，構建公變用戶負荷曲線的相似性函數模型、統計檢驗以及相關系數判別；
(6)選取其中一條為基準，計算余下的各條數據與它的相關系數并設定一個閾值，將相關系數大于閾值的歸為一類；
(7)采用類似的方法重復步驟(6)，將全部數據進行歸類；(8)對于所有的類，按照類的大小順序進行排序，并設定類的閾值，選取高于閾值的類進行數據平滑處理；
(9)對于高于類的閾值的類特征曲線，重復步驟(6)的方法進行歸類，得到公變用戶每日的特征曲線；
(10)針對公變用戶每日的特征曲線進行分析，選取某一天的特征曲線為基準，計算余下的特征曲線與它的相關系數，取相關系數大于閾值的歸為一類，重復上述步驟直至歸類結束；
(11)剔除不符合日特征曲線的數據，得到公變用戶全年的負荷特征曲線；
(12)對于專變用戶、專線(調度)用戶采用同樣的方法進行分析，重復步驟(5)-(11)，得到專變用戶、專線(調度)用戶全年的負荷特征曲線；
(13)建立數學模型，運用Fourier變換將滿足一定條件的某個函數表示成三角函數或者它們的積分的線性組合，得到全年負荷特征曲線的函數表達式，表達用戶用電的波動性。
[0015]結合圖1和圖2，利用數學表達式詳細描述如下:
(1)獲取電網用戶用電信息采集系統及調度系統中可監測用戶的日負荷數據，按照用戶類別將其劃分為公變用戶數據、專變用戶數據、專線(調度)用戶數據；
(2)針對日均近80000條數據(其中公變約42000條，專變約36000條，專線約300條)，對一些異常數據(如因停電造成的全部為“O”的數據)進行剔除；
(3)采用數據修復技術將48個采集時點的負荷數據填充為96個采集時點負荷數據；
(4)采用數據平滑技術對一些異常數據進行平滑，可以該數據采集點為中心(不妨設
該采集點的數值為)，在其前后各取兩個采集點(分別A+1^s+2 ),以這五
個采集點數據的平均值;J來替換原采集點數據，其中
【權利要求】
1.一種電網負荷特征曲線分析方法，其特征在于:所述的方法包括如下步驟: (1)收集電網用戶用電信息采集系統及調度系統中監測用戶的日負荷數據，按照用戶類別將其劃分為公變用戶數據、專變用戶數據、專線(調度)用戶數據； (2)剔除異常數據； (3)采用數據修復技術將48個采集時點的負荷數據擴充為96個采集時點負荷數據； (4)采用數據平滑技術對數據進行平滑處理； (5)對公變用戶數據通過比對每天96個采集時點數據，構建公變用戶負荷曲線的相似性函數模型、統計檢驗以及相關系數判別； (6)選取其中一條為基準，計算余下的各條數據與它的相關系數并設定一個閾值，將相關系數大于閾值的歸為一類； (7)采用類似的方法重復步驟(6)，將全部數據進行歸類； (8)對于所有的類，按照類的大小順序進行排序，并設定類的閾值，選取高于閾值的類進行數據平滑處理； (9)對于高于類的閾值的類特征曲線，重復步驟(6)的方法進行歸類，得到公變用戶每日的特征曲線； (10)針對公變用戶每日的特征曲線進行分析，選取某一天的特征曲線為基準，計算余下的特征曲線與它的相關系數，取相關系數大于閾值的歸為一類，重復上述步驟直至歸類結束； (11)剔除不符合日特征曲線的數據，得到公變用戶全年的負荷特征曲線； (12)對于專變用戶、專線(調度)用戶采用同樣的方法進行分析，重復步驟(5)?(11)，得到專變用戶、專線(調度)用戶全年的負荷特征曲線； (13)建立數學模型，運用Fourier變換將滿足一定條件的某個函數表示成三角函數或者它們的積分的線性組合，得到全年負荷特征曲線的函數表達式，表達用戶用電的波動性。
2.根據權利要求1所述的電網負荷特征曲線分析方法，其特征在于:所述的數據平滑處理方法為以該數據采集點為中心，在其前后各取兩個采集點，以這五個采集點數據的平均值來替換原采集點數據。
3.根據權利要求1所述的電網負荷特征曲線分析方法，其特征在于:步驟(6)所述的閾值為0.8或0.9。
4.根據權利要求1所述的電網負荷特征曲線分析方法，其特征在于:步驟(8)所述的類的閾值為50。
【文檔編號】G06Q50/06GK103745417SQ201410037326
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】張磊, 林峰, 邱向京, 李學永, 鐘小強, 高琛, 董雨, 孫廣中, 李春生, 陳程, 李榮敏, 肖芬, 楊里 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院, 中國科學技術大學