用電行為模式識別步驟如圖6-1所示。

圖6-1用電行為模式識別步驟

(1)數(shù)據(jù)選擇

通過自動抄表系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)等可以獲取電力用戶的電力消費數(shù)據(jù)即負荷數(shù)據(jù)。常用采集間隔為15min、30min或1h。用戶負荷數(shù)據(jù)的初步選擇可以按時間(月、季、年)、地理區(qū)域和電壓等級(高、中、低)等條件進行。此外，數(shù)據(jù)選擇還與應用目的有關。

(2)數(shù)據(jù)清理

檢查每個用戶的負荷曲線數(shù)據(jù)是否正常，修改或刪除有明顯錯誤(不完整、有噪聲或不一致)的數(shù)據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)預處理

由于用戶的行業(yè)性質(zhì)及負荷大小不同，原始負荷數(shù)據(jù)值之間可能會存在巨大差異，有時甚至相差多個數(shù)量級，不經(jīng)處理聚類會影響聚類質(zhì)量，使得聚類結果不可靠。因此在對數(shù)據(jù)進行聚類前必須對數(shù)據(jù)集進行規(guī)范化，把樣本數(shù)據(jù)限制到一定范內(nèi)。這樣不僅便于數(shù)據(jù)的后續(xù)處理，還可以提高收斂速度以縮短聚類的運行時間。

(4)負荷曲線聚類

即用聚類算法對規(guī)范化后的負荷曲線在給定聚類數(shù)下進行聚類。聚類分析結果易受到多種因素的影響，如規(guī)范化方式、聚類結果對數(shù)據(jù)集的依賴性、算法的穩(wěn)定性、算法對數(shù)據(jù)輸入順序的敏感性等。負荷曲線聚類首先要確定負荷特性指標、選擇合適的聚類算法和確定其橢應的參數(shù)。

(5)聚類結果評價與反饋

對前述步驟中獲得的聚類結果進行分析和評價。對于聚類數(shù)目，可以依據(jù)用戶涉及的電價類別或國民經(jīng)濟活動行業(yè)分關給定，這樣便于分析找到電價類別和行業(yè)類別與負荷模式的對應關系以及負荷曲線的負荷模式分布，也可確定每個客戶的典型負荷模式。反饋過程可檢查所涉及用戶的數(shù)量和包含在所有各負荷模式的負荷曲線數(shù)目，確定移除客戶的非典型負荷曲線(聚類中表現(xiàn)為離群數(shù)據(jù))。并利用聚類有效性指標評價聚類結果的質(zhì)量。

(6)用戶分類與典型負荷分布的生成

通過聚類結果評價和反饋后可確定合適的聚類數(shù)，實現(xiàn)依據(jù)負荷模式的用戶分類并獲得用戶典型負荷模式的對應分布。用戶分類和典型負荷模式提取的最終目標是為了支持電力系統(tǒng)運營決策，優(yōu)化運行，降低損耗，提高經(jīng)濟效益。