一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画方法和系统与流程

本发明涉及用户响应行为刻画领域，具体涉及一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画方法和系统。

背景技术：

随着智能电网的发展，电力用户的响应行为对电网运营将产生越来越大的影响，构建电力用户响应行为分析模型，并引导其与电网的良性互动变得尤为重要。

电力用户电价响应行为规律常隐藏在海量数据中，但这些数据通常没有经过严格的分类，往往呈现出弱标注、不完善、低价值和类别混杂等特点。传统监督学习算法如特征工程、神经网络等，这些算法对样本数据要求高，需要大量具有真实标注的样本数据进行学习。

然而，中国处于电力市场发展阶段，电价机制还不完善，无法获得丰富的电力用户电价响应样本，即样本信息存在不充分、不完整、带有真实标签的样本数较少等问题，因此无法对用户电价响应行为进行准确刻画。

经初步检索，暂未发现能够利用大量不充分、不完整、带有真实标签少的电力用户电价响应样本实现对用户电价响应行为准确刻画的专利或文献。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画方法，该方法基于电力用户电价响应行为的内在特性以及电力用户之间电价响应行为相似性，构建用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图，基于图传播算法以及所述电力用户电价响应行为图，完成了携带真实响应行为标签的电力用户分时电价用电数据的响应行为标签向不携带真实响应行为标签的电力用户分时电价用电数据传递的操作，实现了电力用户电价响应行为的准确刻画，解决了带有真实响应行为标签的电力用户分时电价用电数据少的难题，进而为电力用户参与电价响应的政策制定、实施效果预测提供依据。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画方法，其改进之处在于，所述方法，包括：

获取用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；

利用用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；所述响应行为标签包括真实响应行为标签和预响应行为标签；

基于重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图和真实响应行为标签，修正预响应行为标签。

优选的，所述获取用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图，包括：

定义用户单日分时电价用电数据对应的初始电力用户电价响应行为图为g＝(v,e,w)，其中，v为所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合，v＝{v1…vl…,vn}，i,j,l∈(1～n)，vl为第l个用户单日分时电价用电数据在所述初始电力用户电价响应行为图中所对应的节点，n为所述初始电力用户电价响应行为图的节点总数，e为所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合中各节点之间的边的集合，ei,j∈e，ei,j为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，w为n×n阶权重矩阵，wi,j∈w，wi,j为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值；

利用directedknn稀疏化技术对所述初始电力用户电价响应行为图进行稀疏化，获得所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图。

优选的，所述用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签的获取过程，包括：

若获取的用户单日分时电价用电数据自身携带响应行为标签，则该用户单日分时电价用电数据携带的响应行为标签为真实响应行为标签，否则，利用标注系统对用户单日分时电价用电数据添加预响应行为标签；

其中，第l个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签为{pl1…plτ…plm}，plτ为第l个用户单日分时电价用电数据的响应等级为τ的概率，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数，l∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

若第l个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中plτ＝1，则用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第l个节点的响应行为标签显示的响应行为等级为τ，τ∈(1～m)，m为用户单日分时电价用电数据对应的响应行为等级总数。

进一步的，根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值wi,j：

wi,j＝w1simi,j1+w2simi,j2+w3simi,j3

上式中，w1为第一相似性对应的预设权重，w2为第二相似性对应的预设权重，w3为第三相似性所对应的权重，simi,j1为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第一相似性，simi,j2为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第二相似性，simi,j3为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第三相似性，w1+w2+w3＝1。

进一步的，根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第一相似性simi,j1：

上式中，k∈(1～λ)，λ为用户单日分时电价用电数据的采样点总数，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据，avg(di)为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的λ个采样点的用户单日分时电价用电数据的均值，avg(dj)为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的λ个采样点的用户单日分时电价用电数据的均值；

根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第二相似性simi,j2：

上式中，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据的标幺值，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据的标幺值，

根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第三相似性simi,j3：

上式中，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第u维特征数据值，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第u维特征数据值，u∈(1～r)，r为所述初始电力用户电价响应行为图中的节点所对应的特征数据的维度总数。

优选的，所述利用用户单日分时电价用电数据对应的行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图，包括：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点相连且行为标签相同，则根据下式放大所述第i个节点与所述第j个节点之间的边的权重值：

w'i,j＝wi,j×a

其中，wi,j为所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的原始权重值，a为大于1的系数，i,j∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

优选的，所述利用用户单日分时电价用电数据对应的行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图，包括：

根据下式修改所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值：

其中，a为大于1的系数，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数，ci为第i个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中显示的响应行为等级，cj为第j个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中显示的响应行为等级，i,j∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

优选的，所述利用用户单日分时电价用电数据对应的行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图，包括：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签显示的响应行为等级与第j个节点的响应行为标签显示的响应行为等级的差值不超过预设阈值，则保留所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，否则，去除所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，其中，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

优选的，所述利用用户单日分时电价用电数据对应的行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图，包括：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签中显示的响应行为等级与第j个节点的响应行为标签中显示的响应行为等级的差值不超过预设阈值，则保留所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，否则，去除所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，其中，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点相连且行为标签相同，则根据下式放大所述第i个节点与所述第j个节点之间的边的权重值：

w'i,j＝wi,j×a

其中，wi,j为所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点之间的边的原始权重值，a为大于1的系数。

优选的，所述基于重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图和真实响应行为标签，修正预响应行为标签，包括：

s1：若重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点不相连，则重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率tij＝0；

否则，根据重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值w'i,j，计算重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率tij：

其中，k∈vc，vc为与重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点相连的节点的集合，w'i,k为与重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点相连的第k个节点的边的权重值，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

s2：根据重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中其它节点的响应行为标签传播到各节点的响应行为标签的传播概率，更新重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中各节点的响应行为标签；

s3：将重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中节点的真实响应行为标签恢复至初始值

s4：重复s2-s3，直至达到收敛条件；

其中，所述收敛条件为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中所有节点的响应行为标签中概率分布的变化均小于设定的阈值。

进一步的，所述根据重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中与各节点相连的节点的响应行为标签传播到各节点的响应行为标签的传播概率，更新所述各节点的响应行为标签的概率分布，包括：

按下式更新所述重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签中响应等级为τ的概率piτ：

式中，tik为重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第k个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率，pkτ为重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签中响应等级为τ的概率，τ∈(1～m)，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数。

本发明提供一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画系统，其改进之处在于，所述系统，包括：

获取模块，用于获取用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；

重构模块，用于利用用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；所述响应行为标签包括真实响应行为标签和预响应行为标签；

修正模块，用于基于重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图和真实响应行为标签，修正预响应行为标签。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明提供的技术方案，获取用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；利用用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；基于重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图和真实响应行为标签，修正预响应行为标签。该方案解决了带有真实响应行为标签的电力用户分时电价用电数据少的难题，实现了电力用户电价响应行为的准确刻画，进而为电力用户参与电价响应的政策制定、实施效果预测提供依据。

本发明提供的技术方案，相较于传统的监督学习算法而言，对用于进行电力用户电价响应行为刻画的样本要求低，对电力用户电价响应行为刻画的可信度更高。

本发明提供的技术方案，易于理解，扩展性强，适用于其他类型电力用户响应行为的刻画，具有较强的通用性、鲁棒性与实用性。

附图说明

图1是一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画方法流程图；

图2是一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画方法，如图1所示，所述方法，包括：

步骤101，用于获取用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；

步骤102，用于利用用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；所述响应行为标签包括真实响应行为标签和预响应行为标签；

步骤103，用于基于重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图和真实响应行为标签，修正预响应行为标签。

具体的，所述步骤101，包括：

步骤101-1，用于定义用户单日分时电价用电数据对应的初始电力用户电价响应行为图为g＝(v,e,w)，其中，v为所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合，v＝{v1…vl…,vn}，i,j,l∈(1～n)，vl为第l个用户单日分时电价用电数据在所述初始电力用户电价响应行为图中所对应的节点，n为所述初始电力用户电价响应行为图的节点总数，e为所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合中各节点之间的边的集合，ei,j∈e，ei,j为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，w为n×n阶权重矩阵，wi,j∈w，wi,j为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值；

步骤101-2，用于利用directedknn稀疏化技术对所述初始电力用户电价响应行为图进行稀疏化，获得所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图。

在本发明的具体实施例中，利用directedknn稀疏化技术对所述初始电力用户电价响应行为图进行稀疏化的具体操作可以为：若所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点相连，且所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值在所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与其它节点之间边的权重值集合中为最大的k个中的一个，则保留所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，否则，去除所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，其中，k为预设值。

具体的，所述用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签的获取过程，包括：

若获取的用户单日分时电价用电数据自身携带响应行为标签，则该用户单日分时电价用电数据携带的响应行为标签为真实响应行为标签，否则，利用标注系统对用户单日分时电价用电数据添加预响应行为标签；

其中，第l个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签为{pl1…plτ…plm}，plτ为第l个用户单日分时电价用电数据的响应等级为τ的概率，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数，l∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

若第l个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中plτ＝1，则用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第l个节点的响应行为标签显示的响应行为等级为τ，τ∈(1～m)，m为用户单日分时电价用电数据对应的响应行为等级总数。

进一步的，根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值wi,j：

wi,j＝w1simi,j1+w2simi,j2+w3simi,j3

上式中，w1为第一相似性对应的预设权重，w2为第二相似性对应的预设权重，w3为第三相似性所对应的权重，simi,j1为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第一相似性，simi,j2为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第二相似性，simi,j3为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第三相似性，w1+w2+w3＝1。

再进一步的，根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第一相似性simi,j1：

上式中，k∈(1～λ)，λ为用户单日分时电价用电数据的采样点总数，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据，avg(di)为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的λ个采样点的用户单日分时电价用电数据的均值，avg(dj)为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的λ个采样点的用户单日分时电价用电数据的均值；

根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第二相似性simi,j2：

上式中，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据的标幺值，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据的标幺值，

根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第三相似性simi,j3：

上式中，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第u维特征数据值，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第u维特征数据值，u∈(1～r)，r为所述初始电力用户电价响应行为图中的节点所对应的特征数据的维度总数。

在本发明的最佳实施例中，所述初始电力用户电价响应行为图中的节点所对应的特征数据包括：所述初始电力用户电价响应行为图中各节点所对应的用户单日分时电价用电数据的均值、最大值、最小值、方差、负荷类型、气温因素以及观测时间。

具体的，所述步骤102，具体用于：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点相连且行为标签相同，则根据下式放大所述第i个节点与所述第j个节点之间的边的权重值：

w'i,j＝wi,j×a

其中，wi,j为所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的原始权重值，a为大于1的系数，i,j∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

具体的，所述步骤102，另一具体用于：

根据下式修改所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值：

其中，a为大于1的系数，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数，ci为第i个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中显示的响应行为等级，cj为第j个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中显示的响应行为等级，i,j∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

具体的，所述步骤102，又一具体用于：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签显示的响应行为等级与第j个节点的响应行为标签显示的响应行为等级的差值不超过预设阈值，则保留所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，否则，去除所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，其中，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

具体的，所述步骤102，再一具体用于：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签中显示的响应行为等级与第j个节点的响应行为标签中显示的响应行为等级的差值不超过预设阈值，则保留所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，否则，去除所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，其中，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点相连且行为标签相同，则根据下式放大所述第i个节点与所述第j个节点之间的边的权重值：

w'i,j＝wi,j×a

其中，wi,j为所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点之间的边的原始权重值，a为大于1的系数。

具体的，所述步骤103，包括：

步骤103-1，用于若重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点不相连，则重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率tij＝0；

否则，根据重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值w'i,j，计算重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率tij：

其中，k∈vc，vc为与重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点相连的节点的集合，w'i,k为与重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点相连的第k个节点的边的权重值，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

步骤103-2，用于根据重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中其它节点的响应行为标签传播到各节点的响应行为标签的传播概率，更新重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中各节点的响应行为标签；

步骤103-3，用于将重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中节点的真实响应行为标签恢复至初始值；

步骤103-4，用于重复步骤103-2—103-3，直至达到收敛条件；

其中，所述收敛条件为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中所有节点的响应行为标签中概率分布的变化均小于设定的阈值。

进一步的，所述步骤103-2，具体用于：

按下式更新所述重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签中响应等级为τ的概率piτ：

式中，tik为重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第k个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率，pkτ为重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签中响应等级为τ的概率，τ∈(1～m)，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数。

本发明提供一种基于图传播的电力用户电价响应行为刻画系统，如图2所示，所述系统，包括：

获取模块，用于获取用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；

重构模块，用于利用用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签重构所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图；所述响应行为标签包括真实响应行为标签和预响应行为标签；

修正模块，用于基于重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图和真实响应行为标签，修正预响应行为标签。

具体的，所述获取模块，包括：

定义单元，用于定义用户单日分时电价用电数据对应的初始电力用户电价响应行为图为g＝(v,e,w)，其中，v为所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合，v＝{v1…vl…,vn}，i,j,l∈(1～n)，vl为第l个用户单日分时电价用电数据在所述初始电力用户电价响应行为图中所对应的节点，n为所述初始电力用户电价响应行为图的节点总数，e为所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合中各节点之间的边的集合，ei,j∈e，ei,j为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，w为n×n阶权重矩阵，wi,j∈w，wi,j为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值；

获取单元，用于利用directedknn稀疏化技术对所述初始电力用户电价响应行为图进行稀疏化，获得所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图。

具体的，所述用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签的获取过程，包括：

若获取的用户单日分时电价用电数据自身携带响应行为标签，则该用户单日分时电价用电数据携带的响应行为标签为真实响应行为标签，否则，利用标注系统对用户单日分时电价用电数据添加预响应行为标签；

其中，第l个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签为{pl1…plτ…plm}，plτ为第l个用户单日分时电价用电数据的响应等级为τ的概率，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数，l∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

若第l个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中plτ＝1，则用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第l个节点的响应行为标签显示的响应行为等级为τ，τ∈(1～m)，m为用户单日分时电价用电数据对应的响应行为等级总数。

在本发明的最佳实施例中，标注系统是按照预设标注规则，为每条用户单日分时电价用电数据给出一个建议性的响应行为标注，即预响应行为标签；

其中，预设标注规则是基于人为经验以及实际工况确定的。

在本发明的最佳实施例中，第l个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签为{pl1…plτ…plm}只有一个元素值为1，其余元素值为0。

进一步的，根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值wi,j：

wi,j＝w1simi,j1+w2simi,j2+w3simi,j3

上式中，w1为第一相似性对应的预设权重，w2为第二相似性对应的预设权重，w3为第三相似性所对应的权重，simi,j1为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第一相似性，simi,j2为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第二相似性，simi,j3为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第三相似性，w1+w2+w3＝1。

再进一步的，根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第一相似性simi,j1：

上式中，k∈(1～λ)，λ为用户单日分时电价用电数据的采样点总数，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据，avg(di)为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的λ个采样点的用户单日分时电价用电数据的均值，avg(dj)为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的λ个采样点的用户单日分时电价用电数据的均值；

根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第二相似性simi,j2：

上式中，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据的标幺值，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第k个采样点的用户单日分时电价用电数据的标幺值，

根据下式获取所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的第三相似性simi,j3：

上式中，为所述初始电力用户电价响应行为图中第i个节点所对应的第u维特征数据值，为所述初始电力用户电价响应行为图中第j个节点所对应的第u维特征数据值，u∈(1～r)，r为所述初始电力用户电价响应行为图中的节点所对应的特征数据的维度总数。

具体的，所述重构模块，具体用于：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点相连且行为标签相同，则根据下式放大所述第i个节点与所述第j个节点之间的边的权重值：

w'i,j＝wi,j×a

其中，wi,j为所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的原始权重值，a为大于1的系数，i,j∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

具体的，所述重构模块，另一具体用于：

根据下式修改所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值：

其中，a为大于1的系数，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数，ci为第i个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中显示的响应行为等级，cj为第j个用户单日分时电价用电数据对应的响应行为标签中显示的响应行为等级，i,j∈(1～n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

具体的，所述重构模块，又一具体用于：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签显示的响应行为等级与第j个节点的响应行为标签显示的响应行为等级的差值不超过预设阈值，则保留所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，否则，去除所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，其中，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数。

在本发明的最佳实施例中，预设阈值可以设置为m/2。

具体的，所述重构模块，再一具体用于：

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签中显示的响应行为等级与第j个节点的响应行为标签中显示的响应行为等级的差值不超过预设阈值，则保留所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，否则，去除所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边，其中，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

若所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点相连且行为标签相同，则根据下式放大所述第i个节点与所述第j个节点之间的边的权重值：

w'i,j＝wi,j×a

其中，wi,j为所述用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点与第j个节点之间的边的原始权重值，a为大于1的系数。

具体的，所述修正模块，包括：

计算单元，用于若重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点不相连，则重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率tij＝0；

若重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点相连，且重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点标注的响应行为标签为真实响应行为标签，则重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率tij＝0；

否则，根据重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点与第j个节点之间的边的权重值wi',j，计算重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率tij：

其中，k∈vc，vc为与重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点相连的节点的集合，w'i,k为与重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点集合中第i个节点相连的第k个节点的边的权重值，i,j∈(1,n)，n为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图的节点总数；

更新单元，用于根据重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中其它节点的响应行为标签传播到各节点的响应行为标签的传播概率，更新重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中各节点的响应行为标签；

恢复单元，用于将重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中节点的真实响应行为标签恢复至初始值；

收敛单元，用于重复更新单元以及收敛单元的操作，直至达到收敛条件；

其中，所述收敛条件为用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中所有节点的响应行为标签中概率分布的变化均小于设定的阈值。

进一步的，所述更新单元，具体用于：

按下式更新所述重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第i个节点的响应行为标签中响应等级为τ的概率piτ：

式中，tik为重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第k个节点的响应行为标签传播到第i个节点的响应行为标签的传播概率，pkτ为重构后的用户单日分时电价用电数据对应的电力用户电价响应行为图中第j个节点的响应行为标签中响应等级为τ的概率，τ∈(1～m)，m为用户单日分时电价用电数据的响应行为等级总数。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。