基于用戶用電數(shù)據(jù)的能效分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于用戶用電數(shù)據(jù)的能效分析方法與實(shí) 驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 待機(jī)能耗問(wèn)題是國(guó)際社會(huì)普遍關(guān)注的熱口話題。待機(jī)能耗是指電器產(chǎn)品連接到電 源上且處于等待狀態(tài)的耗電量，一般來(lái)講，具有遙控開關(guān)、網(wǎng)絡(luò)喚醒、定時(shí)開關(guān)、智能開關(guān)等 功能的產(chǎn)品都有待機(jī)能耗。據(jù)美國(guó)伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)中國(guó)大城市現(xiàn)狀調(diào)查的一組檢測(cè)報(bào) 告顯示，平均每戶的家電待機(jī)功率竟為40瓦。據(jù)統(tǒng)計(jì)待機(jī)能耗已經(jīng)占到了國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作組 織國(guó)家（OECD)民用電力消耗的3%-13%。但待機(jī)能耗在我國(guó)尚未引起足夠的重視和關(guān)注。
[0003] 目前，我國(guó)產(chǎn)品的待機(jī)能耗普遍較高，與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有一定的差距。面對(duì) 國(guó)際上關(guān)于降低待機(jī)能耗的各種規(guī)定，如果我國(guó)產(chǎn)品對(duì)此問(wèn)題不加 W重視，必將會(huì)面臨巨 大的國(guó)際貿(mào)易壓力。近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)的投資規(guī)模逐年增加，用W滿足不斷增長(zhǎng)的用電需 求。在用電環(huán)節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)的用電設(shè)備待機(jī)現(xiàn)象造成了電能的浪費(fèi)和非法流失。根據(jù)國(guó)際 能源總署調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，先進(jìn)國(guó)家的家庭因?yàn)闆]有拔插頭多浪費(fèi)的電力（待機(jī)電力），約占 總耗電量的3%~11 %。而在中國(guó)送是數(shù)字會(huì)更高，可達(dá)到5%-30%。如果一個(gè)家庭配備 一臺(tái)臺(tái)式電腦機(jī)、兩臺(tái)空調(diào)機(jī)、一臺(tái)老式彩電、一臺(tái)液晶彩電W及微波爐、熱水器等，按照測(cè) 試的功耗計(jì)算，送些電器處于待機(jī)狀態(tài)下能耗總和約為20瓦，郝待機(jī)一天耗電量便為0. 48 度，一個(gè)月就是14. 4度電，造成大量的電量浪費(fèi)。
[0004] 上述問(wèn)題產(chǎn)生的原因主要有兩個(gè)，第一居民用電習(xí)慣差；第二針對(duì)微小電量的電 表檢測(cè)計(jì)量技術(shù)的不足。而如何通過(guò)技術(shù)手段解決上述問(wèn)題是本發(fā)明的研究重點(diǎn)。
[0005] 眾所周知，常用有功電能表有0. 5、1. 0、2. OH個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。0. 5級(jí)電能表允許誤 差在±0.5% W內(nèi)；1.0級(jí)電能表允許誤差在±1% W內(nèi)；2.0級(jí)電能表允許誤差在±2% W 內(nèi)。一般居民客戶為V類電能計(jì)量裝置，使用的有功電能表的準(zhǔn)確度等級(jí)不低于2. 0級(jí)；而 月平均用電量在100萬(wàn)kW/h及W上的大電力客戶為I類電能計(jì)量裝置，使用的有功電能表 的準(zhǔn)確度等級(jí)不低于0. 5級(jí)。而待機(jī)耗電量的檢測(cè)至少需要測(cè)量誤差小于0. 5%，所W眾多 的居民用電待機(jī)能耗很多計(jì)量設(shè)備檢測(cè)計(jì)量是十分困難的。
[0006] 電力企業(yè)計(jì)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量是計(jì)量系統(tǒng)的生命線，是計(jì)量業(yè)務(wù)各項(xiàng)工作開展和 分析決策的核必所在，計(jì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量依賴于計(jì)量裝置系統(tǒng)（電能計(jì)量表、互感器）、采集裝 置系統(tǒng)（廠站終端、負(fù)控終端等）、通信系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)、電話、無(wú)線GPRS等）、主站系統(tǒng)（通信 規(guī)約解析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等）等多個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行效果。本項(xiàng)目全面分析了影響 計(jì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的各種可能原因，并從技術(shù)和管理兩方面進(jìn)行分析如何提高計(jì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量， 并對(duì)提高計(jì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量建立一種長(zhǎng)效機(jī)制進(jìn)行了深入研究。
[0007] 電能計(jì)量裝置一直W來(lái)面臨著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的約束，如果對(duì)電能的計(jì)量不準(zhǔn) 確，將影響到電網(wǎng)的安全運(yùn)行，直接關(guān)系到電力公司的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和電力用戶的切身利益。因 此，運(yùn)用當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)發(fā)展電能計(jì)量，研制電能計(jì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具有 非常重要的價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一個(gè)計(jì)量電能裝置的綜合檢測(cè)系統(tǒng)，從而減輕計(jì)量裝置的工作量，提 高工作效率，改善對(duì)電能計(jì)量裝置的管理。通過(guò)對(duì)比系統(tǒng)采集到的電能表的數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證電 能表的準(zhǔn)確度，提高對(duì)待機(jī)能耗檢測(cè)的能力，對(duì)提高電力管理單位的勞動(dòng)生產(chǎn)率和企業(yè)的 經(jīng)濟(jì)效益具有現(xiàn)實(shí)的意義。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括W下步驟：
[0010] 1)設(shè)置決策表S = <U，R，V，f〉，其中R = CU {山是屬性集合，子集C和{山分別 為條件屬性和決策屬性集，U = 1X1，…，X。，}是有限的對(duì)象集合；設(shè)置決策種類的個(gè)數(shù)為 r(d);屬性a的值域V。上的一個(gè)斷點(diǎn)記為（曰，C)，其中a e R，C為實(shí)數(shù)值；選用中值序列
作為候選典型分割點(diǎn)；
[0011] 在值域Va = [Sa，ga]上的任意一個(gè)斷點(diǎn)集合h《,璋M取鴻…，.撕雄設(shè)置了 Va 上的一個(gè)分類P。，咳媒{!鴻*詩(shī)>[《玄'巧)、'…、、[嘴'嘴*Jl
[0012] 其中，爲(wèi)""罐《磯《綠< 成 '《每并且 嫁:*|罐'綿）y[詩(shī)?詩(shī)）。…罐槪1,任意的P=UaERPa定義一個(gè)新的決策 ? 表 SP = <if，RP，yp, fp〉；
[0013] 當(dāng)新的信息系統(tǒng)有r(d)個(gè)決策屬性，任一條件屬性X離散成r (X)個(gè)區(qū)間 巧％《《 '矣:?" V辦時(shí)，有樣本數(shù)：
[0014] iV s 打；或 知i.
[001引其中，Ntf是區(qū)間壤沖屬于分類di的樣本數(shù)目；N,是區(qū)間!變沖的樣本數(shù)目，且有 嫂-某皆災(zāi)Nt是分類di中的樣本數(shù)目，且有竭顔'巧/. 9 ，.
[0016] 對(duì)于N條記錄的原始知識(shí)庫(kù)，在決策屬性值為j(j = 1，…，n，n為決策的種類數(shù)） 的實(shí)例中，屬于集合X且屬性a的值小于斷點(diǎn)Ci值的實(shí)例的個(gè)數(shù)記為：
[0017] 1/ ((C) = I Ix I X e X 八[a (X) < (C]八[d (X) = j]} I 屬于集合 X 且屬性 a 的值 大于斷點(diǎn).《嚴(yán)值的實(shí)例的個(gè)數(shù)記為：
[001 引 g/km。）= I {x|x e X A [a(x) >心]A [d(x) = j]} I 其中，鮮為屬性 a 上的第 m個(gè)斷點(diǎn)，1《m《n。，!!。為屬性a的斷點(diǎn)總數(shù)，是由斷點(diǎn)C某可W分開的實(shí)例的集合，U 為實(shí)例全集；則所有屬于集合X且小于《某的實(shí)例個(gè)數(shù)I's從為.和所有屬于集合X且大于.沒溪 的實(shí)例個(gè)數(shù)與I)分別記為：
[0019] 價(jià)O=批",。H W Y色 'Y A 加)< C n 樹
[0020] (戶((V')-藝乂/ (亡V')叫;,叫^ 方 A 口"）> c,;。i 嚴(yán)3'
[0021] 根據(jù)上面離散化W后的結(jié)果形成可辨識(shí)矩陣：
[0022]
[0023] 2)對(duì)于約簡(jiǎn)W后得到的規(guī)則庫(kù)，依次檢查所有決策不同的規(guī)則，在W信息系統(tǒng)形 式表示的規(guī)則中，如果兩條規(guī)則的決策不同，而且條件屬性之間對(duì)應(yīng)相等或其中一條記錄 在值不相同的屬性上被標(biāo)為"*"，設(shè)置系統(tǒng)中全部條件屬性數(shù)為m，其中規(guī)則A包含r。個(gè)條 件屬性，規(guī)則B包含ri個(gè)條件屬性，則A規(guī)則相對(duì)于B規(guī)則的可信度P為：
[0025] 如果不存在規(guī)則B，則設(shè)置ri = 0 ;
[0026] 當(dāng)某規(guī)則與n條決策不同的規(guī)則之間滿足上述關(guān)系，可信度P取它們的算術(shù)平均 值：
[0028] 然后，將得到的各個(gè)規(guī)則置信度寫入對(duì)應(yīng)規(guī)則的相關(guān)字段，得到最后的診斷知識(shí) 庫(kù)。
[0029] 作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明還包括步驟3)設(shè)置待分類樣本的特征向量集為 找1，X2,…，XN}，類的數(shù)目K事先設(shè)定；
[0030] 4)取定K類和選取K個(gè)初始聚類中必，按照最小距離原則將各樣本分配到K類中 的某一類，之后不斷計(jì)算類中必和調(diào)整各樣本的類別，最終使各樣本到其所屬類別中必的 距離平方之和最??；
[0031] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述步驟4)包括W下步驟：
[0032] a)任選K個(gè)樣本特征向量作為初始聚類中必，Zl (0)，Z2 (0)，…，化(0)，令k = 0 ;
[0033] b)將待分類樣本特征向量集找i}中的樣本逐個(gè)按最小距離原則劃分給某一類， 即如果<、"**** 則判.《;《踐^*衣 - ， ,
[0034] 式中ip表示Xi和的中必IfS的距離，上角標(biāo)表示迭代次數(shù)，于是產(chǎn)生新的 聚類終…，史〇 I ?.
[0035] C)計(jì)算重新分類后的各類中必：
[0037] 式中A為類中所含樣本的個(gè)數(shù)；采取平均的方法計(jì)算調(diào)整后的各類中 必；
[0038] d)如果之/作^^^^^^作衣衣…^的則算法結(jié)束，否則1^ = 4+1，轉(zhuǎn)到(3)中。 二 ，
[003引本發(fā)明有益效果。
[0040] 本發(fā)明提供一個(gè)計(jì)量電能裝置的綜合檢測(cè)系統(tǒng)，從而減輕