基于用户用电数据的能效分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电气工程技术领域，特别涉及基于用户用电数据的能效分析方法与实 验检测平台装置。
【背景技术】
[0002] 待机能耗问题是国际社会普遍关注的热口话题。待机能耗是指电器产品连接到电 源上且处于等待状态的耗电量，一般来讲，具有遥控开关、网络唤醒、定时开关、智能开关等 功能的产品都有待机能耗。据美国伯克利国家实验室对中国大城市现状调查的一组检测报 告显示，平均每户的家电待机功率竟为40瓦。据统计待机能耗已经占到了国际经济合作组 织国家（OECD)民用电力消耗的3%-13%。但待机能耗在我国尚未引起足够的重视和关注。
[0003] 目前，我国产品的待机能耗普遍较高，与国际先进水平相比还有一定的差距。面对 国际上关于降低待机能耗的各种规定，如果我国产品对此问题不加 W重视，必将会面临巨 大的国际贸易压力。近年来，国家电网的投资规模逐年增加，用W满足不断增长的用电需 求。在用电环节，经常出现的用电设备待机现象造成了电能的浪费和非法流失。根据国际 能源总署调查研究发现，先进国家的家庭因为没有拔插头多浪费的电力（待机电力），约占 总耗电量的3%~11 %。而在中国送是数字会更高，可达到5%-30%。如果一个家庭配备 一台台式电脑机、两台空调机、一台老式彩电、一台液晶彩电W及微波炉、热水器等，按照测 试的功耗计算，送些电器处于待机状态下能耗总和约为20瓦，郝待机一天耗电量便为0. 48 度，一个月就是14. 4度电，造成大量的电量浪费。
[0004] 上述问题产生的原因主要有两个，第一居民用电习惯差；第二针对微小电量的电 表检测计量技术的不足。而如何通过技术手段解决上述问题是本发明的研究重点。
[0005] 众所周知，常用有功电能表有0. 5、1. 0、2. OH个准确度等级。0. 5级电能表允许误 差在±0.5% W内；1.0级电能表允许误差在±1% W内；2.0级电能表允许误差在±2% W 内。一般居民客户为V类电能计量装置，使用的有功电能表的准确度等级不低于2. 0级；而 月平均用电量在100万kW/h及W上的大电力客户为I类电能计量装置，使用的有功电能表 的准确度等级不低于0. 5级。而待机耗电量的检测至少需要测量误差小于0. 5%，所W众多 的居民用电待机能耗很多计量设备检测计量是十分困难的。
[0006] 电力企业计量数据的数据质量是计量系统的生命线，是计量业务各项工作开展和 分析决策的核必所在，计量数据质量依赖于计量装置系统（电能计量表、互感器）、采集装 置系统（厂站终端、负控终端等）、通信系统（网络、电话、无线GPRS等）、主站系统（通信 规约解析、数据存储、数据转换等）等多个系统和设备的运行效果。本项目全面分析了影响 计量数据质量的各种可能原因，并从技术和管理两方面进行分析如何提高计量数据质量， 并对提高计量数据质量建立一种长效机制进行了深入研究。
[0007] 电能计量装置一直W来面临着技术、经济等方面的约束，如果对电能的计量不准 确，将影响到电网的安全运行，直接关系到电力公司的经济指标和电力用户的切身利益。因 此，运用当今先进的科学技术来发展电能计量，研制电能计量的实时检测与实验系统，具有 非常重要的价值。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一个计量电能装置的综合检测系统，从而减轻计量装置的工作量，提 高工作效率，改善对电能计量装置的管理。通过对比系统采集到的电能表的数据来验证电 能表的准确度，提高对待机能耗检测的能力，对提高电力管理单位的劳动生产率和企业的 经济效益具有现实的意义。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括W下步骤：
[0010] 1)设置决策表S = <U，R，V，f〉，其中R = CU {山是属性集合，子集C和{山分别 为条件属性和决策属性集，U = 1X1，…，X。，}是有限的对象集合；设置决策种类的个数为 r(d);属性a的值域V。上的一个断点记为（曰，C)，其中a e R，C为实数值；选用中值序列
作为候选典型分割点；
[0011] 在值域Va = [Sa，ga]上的任意一个断点集合h《,璋M取鸿…，.撕雄设置了 Va 上的一个分类P。，咳媒{!鸿*诗>[《玄'巧)、'…、、[嘴'嘴*Jl
[0012] 其中，爲""罐《磯《綠< 成 '《每并且 嫁:*|罐'绵）y[诗?诗）。…罐槪1,任意的P=UaERPa定义一个新的决策 ? 表 SP = <if，RP，yp, fp〉；
[0013] 当新的信息系统有r(d)个决策属性，任一条件属性X离散成r (X)个区间 巧％《《 '矣:?" V辦时，有样本数：
[0014] iV s 打；或 知i.
[001引其中，Ntf是区间壤冲属于分类di的样本数目；N,是区间!變冲的样本数目，且有 嫂-某皆災Nt是分类di中的样本数目，且有竭顔'巧/. 9 ，.
[0016] 对于N条记录的原始知识库，在决策属性值为j(j = 1，…，n，n为决策的种类数） 的实例中，属于集合X且属性a的值小于断点Ci值的实例的个数记为：
[0017] 1/ ((C) = I Ix I X e X 八[a (X) < (C]八[d (X) = j]} I 属于集合 X 且属性 a 的值 大于断点.《嚴值的实例的个数记为：
[001 引 g/km。）= I {x|x e X A [a(x) >心]A [d(x) = j]} I 其中，鮮为属性 a 上的第 m个断点，1《m《n。，!!。为属性a的断点总数，是由断点C某可W分开的实例的集合，U 为实例全集；则所有属于集合X且小于《某的实例个数I's從為.和所有属于集合X且大于.沒溪 的实例个数與I)分别记为：
[0019] 价O=批",。H W Y色 'Y A 加)< C n 树
[0020] (戶((V')-艺乂/ (亡V')叫;,叫^ 方 A 口"）> c,;。i 严3'
[0021] 根据上面离散化W后的结果形成可辨识矩阵：
[0022]
[0023] 2)对于约简W后得到的规则库，依次检查所有决策不同的规则，在W信息系统形 式表示的规则中，如果两条规则的决策不同，而且条件属性之间对应相等或其中一条记录 在值不相同的属性上被标为"*"，设置系统中全部条件属性数为m，其中规则A包含r。个条 件属性，规则B包含ri个条件属性，则A规则相对于B规则的可信度P为：
[0025] 如果不存在规则B，则设置ri = 0 ;
[0026] 当某规则与n条决策不同的规则之间满足上述关系，可信度P取它们的算术平均 值：
[0028] 然后，将得到的各个规则置信度写入对应规则的相关字段，得到最后的诊断知识 库。
[0029] 作为一种优选方案，本发明还包括步骤3)设置待分类样本的特征向量集为 找1，X2,…，XN}，类的数目K事先设定；
[0030] 4)取定K类和选取K个初始聚类中必，按照最小距离原则将各样本分配到K类中 的某一类，之后不断计算类中必和调整各样本的类别，最终使各样本到其所属类别中必的 距离平方之和最小；
[0031] 作为另一种优选方案，本发明所述步骤4)包括W下步骤：
[0032] a)任选K个样本特征向量作为初始聚类中必，Zl (0)，Z2 (0)，…，化(0)，令k = 0 ;
[0033] b)将待分类样本特征向量集找i}中的样本逐个按最小距离原则划分给某一类， 即如果<、"**** 则判.《;《踐^*衣 - ， ,
[0034] 式中ip表示Xi和的中必IfS的距离，上角标表示迭代次数，于是产生新的 聚类終…，史〇 I ?.
[0035] C)计算重新分类后的各类中必：
[0037] 式中A为类中所含样本的个数；采取平均的方法计算调整后的各类中 必；
[0038] d)如果之/作^^^^^^作衣衣…^的则算法结束，否则1^ = 4+1，转到(3)中。 二 ，
[003引本发明有益效果。
[0040] 本发明提供一个计量电能装置的综合检测系统，从而减轻