[发明专利]一种基于聚类分析的用电分析及优化调度方法

权利要求书

1.一种基于聚类分析的用电分析及优化调度方法，其特征在于步骤如下：

步骤一：输入设备有功功率数据

输入设备有功功率数据，将一个月30天里每小时的有功功率数据表示为其中，P₀¹代表第一天零时到一时的有功功率序列，P₁¹代表第一天一时到二时的有功功率序列，P₀²代表第二天零时到一时的有功功率序列，以此类推；

步骤二：确定最佳聚类数

将聚类数用符号p来表示，将有功功率序列集合划分成p类的过程如下：

(1)设置最大迭代次数，并在样本范围内随机均匀选择p个点作为初始聚类中心，分别记为c₁,c₂,…,c_p，其c_k(1≤k≤p)可以表示为c_k＝(c_k(1),c_k(2),…,c_k(12))；

(2)计算有功功率序列和每个聚类中心c_k(1≤k≤p)的距离，距离的计算公式为：

(3)将每个有功功率序列分类到距离最近的中心；

(4)重新计算聚类中心，将被划分到第C_k类的有功功率序列的数量记作N_k，那么新的第k类聚类中心的计算公式如下：

(5)重复步骤(2)、(3)、(4)直到达到最大迭代次数；

计算聚类数为p的误差平方和(sum of the squared errors,SSE)，计算公式如下：

绘制SSE和聚类数的关系图，找到这一点所对应的p值，即为最佳聚类数；

步骤三：按照最佳聚类数对有功功率数据进行聚类

根据步骤二所述方法按照最佳聚类数进行聚类，将每个有功功率序列归入相应的类别；

步骤四：绘制典型类别的小时功率曲线

根据聚类中心的坐标绘制典型类别的小时功率曲线，将典型类别的小时功率曲线分为低负荷类、中负荷类、高负荷类；

步骤五：将聚类结果用表格形式展示

将聚类结果表示成表格形式，纵坐标是天，横坐标是小时，表格内容记录每个小时有功功率序列所属类别，并将属于同一类别的格子涂成相同颜色；

步骤六：寻找用电规律

观察表格，如果某一列几乎是同一颜色，说明该列所对应小时的用电规律在每一天内都相似，观察有功功率在每一天24小时内的整体分布，推断出设备在一天内的用电规律；

步骤七：识别用电异常日

观察表格，如果某一天的用电规律跟其他绝大多数日子的用电规律都不一样，判定该日用电异常，进一步查明用电异常的原因；

步骤八：对当前用电模式进行优化调度

参照地方的峰谷电价，判断当前用电模式是否属于较为经济的用电模式；同时，考虑该设备用电是否存在可平移性，即在总用电量不变的前提下，某一时段的用电能否平移到另一时段，如果设备用电存在可平移性，将属于高峰时段的用电最大限度地平移至低谷时段和平时段。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚类分析的用电分析及优化调度方法，其特征在于步骤一中，采样频率为五分钟，则每个序列包含12个有功功率数据，分别记为