(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211132979.9 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 国网天津市电力公司 地址 300010 天津市河北区五经路39号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 雷光远　尹鹏　梁海深　王庆彪　 舒可心　梁特　高志伟　唐永聪　 张涛　王明昊　尹海丞　吕根　 牛荣杰　李云双　张樱譞　葛磊蛟　 尚继伟　于惟坤　穆九鹏　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 陈娟 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01)G06F 17/18(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) (54)发明名称 基于DDTW距离和最小最大距离算法的配电 台区拓扑辨识方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于DDTW算法与最小最大 距离算法的配电台区拓扑辨识方法。 首先采用 DDTW算法对台变低压侧电压和用户电压的时间 序列进行相似性分析， 然后基于最小最大距离原 则对用户电压曲线进行聚类分析， 辨识低压用户 所属台区， 并对同一台区内的用户进行相别辨 识。 该方法能够对时间间隔不同、 不等长的电压 时间序列进行分析， 对电压数据缺失或异常数据 不敏感， 且不需要人为设定阈值， 以解决现有的 台区识别方法识别准确性差的技 术问题。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115470858 A 2022.12.13 CN 115470858 A 1.一种基于DDTW距离和最小最大距离算法的配电台区拓扑辨识方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： 步骤1、 计算各用户智能电表电压序列、 配变低压侧三相电压平均值序列之间的DDTW距 离； 步骤2、 采用DDTW距离度量电压序列相似性， 根据最小最大DDTW距离原则确定聚点， 对 用户电压序列进行聚类分析， 从而确定用户所属台区， 获得低压配电台区与用户之间正确 的户变关系； 步骤3、 计算单相用户电压时间序列与变压器各相电压时间序列之间的DDTW距离， 根据 DDTW距离值确定各用户的相别。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤1的具体方法为： 首先， 对每个电压时间序列中的元素进行处理， 用斜率和标准化的方法提取电压波形 的形状特征和变化趋势； 然后， 利用动态规整的方法调整两个电压序列不同时间点元素 的 对应关系， 为两个电压序列找到最优弯曲路径， 使沿该路径两个电压序列的距离最小， DDTW 距离越小， 则两个电压序列越接 近， 越有可能属于同一台区。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， D DTW距离的计算过程如下： 设有两个电压序列A＝{a1,a2,…am}、 B＝{b1,b2,…bn}， 电压序列A和B的D DTW距离dDDTW(A,B)定义 为： 式中： C为原序列经处理后的序列A ’和B’的动态时间弯 曲路径组成的集合； s为每一条 路径中元 素的个数； lr为路径中第r个点的坐标； d( ·)为距离函数； 对于序列A， 先采用导数对序列A中数值进行 预处理， 记为A ’， 如下公式： 式中： m为A 中元素的数量； i为A 中第i个元素， i∈[1， m]； ai为A中第i个元素值； a'i为A' 中的第i个元 素值； 对于序列B， 采用同样的办法对序列B中的数值进行 预处理， 记为B ′ 式中： n为B中元素的数量； k为B中第k个元素， k∈[1， n]； bk为B中第k个元素值； b'k为B' 中第k个元 素值； 对序列A′和B′中的元素值a'i和b'k按下面公式进行 标准化处理：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115470858 A 2式中： μA和 μB分别为A′和B′的均值； σA和σB分别为A′和B′的方差； i为A ’中第i个元素， i∈ [1， m]； k为B’中第k个元 素， k∈[1， n]； 两个电压时间序列A和B经过预处理后， 分别记为A'*＝[a'1*,a'2*,…,a'm*]和B'*＝ [b'1*,b'2*,…,b'n*]； 对路径作以下约束： 1)起点为(1， 1)， 终点 为(m， n)； 2)路径曲线连续且单调不增； 路径可以表示成L＝{l1,l2,…,lr,…,ls}， 其中s表示 路径中元素的总个数， 路径中元素 的计算如下： d(lr)＝(a'i*‑b'k*)2 式中： 元素lr为路径L中第r个点的坐标， 即lr＝(i， k)， 1≤i≤ m， 1≤k≤n， 1≤r≤s， l1＝ (1， 1)， ls＝(m， n)； d(lr)为序列A'*中a'i*与B'*中b'k*的欧氏距离； 满足条件的路径L有很多条， 将L的所有可能性组成路径集合C， 在C中存在一条最优路 径使 最小， 电压时间序列A和B的导数动态时间弯曲距离为： 式中： C为序列A'*和B'*的动态时间弯曲路径组成的集合； s为每一条路径中元素的个 数； 假设电压时间序列B有h个采集时刻电压数据 缺失， h∈[1， n)， 删 去h个采集时刻对应的 位置， 将剩下的n ‑h个数据组成新的电压时间序列 则电压时间序列A和 的导数动态时间弯曲距离为: 式中： T为序列A'*和 的动态时间弯曲路径组成的集合； h为序列B中缺失 的数据个数； lr为路径中第r个点的坐标， lr＝(i， k)， 1≤i≤m， 1≤k≤n ‑h， 1≤r≤s ‑h， l1＝(1， 1)， ls‑h＝ (m， n‑h)； d(lr)为对应位置上序列A'*中a'i*与 中b'k*的欧式距离 。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 步骤2的具体步骤 包括： 1)确定聚类数 聚类数k由配电变压器的台数M确定； 2)确定聚点 a.首先选择所有智能电表电压序列的DDTW距离中最大的两个DDTW距离为两个初始聚 点DDTW1、 DDTW2， 即DDTWK＝max(DDTW(ui,uj))；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115470858 A 3