本發(fā)明涉及電力網(wǎng)上營業(yè)客戶端，具體涉及基于云計算的電力網(wǎng)上營業(yè)客戶端及管理方法。電網(wǎng)客戶端是統(tǒng)一的線上服務(wù)入口和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的主入口，集“住宅、電動車、店鋪、企事業(yè)、新能源”五大服務(wù)場景于一體，為用戶提供辦電交費、報修投訴、電動汽車找樁充電、光伏一站式服務(wù)、能源金融等多元化的電力綜合服務(wù)，滿足用戶的全方位、個性化的電力需求。其中，住宅場景，主要服務(wù)低壓居民客戶，聚焦交費、辦電等基礎(chǔ)性功能，輔助用能分析、積分、商城等特色化服務(wù)；電動車場景，主要服務(wù)電動汽車用戶，注重充值、找樁充電、一網(wǎng)通辦等專業(yè)化服務(wù)；店鋪場景，主要服務(wù)低壓非居民客戶，除提供交費、辦電等基礎(chǔ)性服務(wù)外，側(cè)重電費賬單、用能分析、電費金融等專屬化服務(wù)；企事業(yè)場景，主要服務(wù)于高壓客戶，強(qiáng)化用電負(fù)荷、電子發(fā)票、能效診斷等專業(yè)化服務(wù)；新能源場景，主要服務(wù)于光伏客戶，提供建站咨詢、光伏報裝、上網(wǎng)電費及補貼結(jié)算等特色服務(wù)。然而，以往客戶端存在遠(yuǎn)程中央計算機(jī)本地存儲用戶數(shù)據(jù)，隨著使用用戶的增多、用戶使用年限的增長，會導(dǎo)致本地存儲空間有限，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了基于云計算的電力網(wǎng)上管理或營業(yè)客戶端，如申請?zhí)枮閏n202410155166.4、cn202110706829.3的中國發(fā)明專利申請文件等。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的云計算電力營業(yè)客戶端無法針對于用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行實時用電量分析，并進(jìn)行用戶畫像的刻畫以及分類，形成對于不同供電能力情況下，采用不同指標(biāo)分類的用戶畫像群體，進(jìn)而動態(tài)調(diào)整供電量。此外，對于實時采集的原始數(shù)據(jù)，一般均為進(jìn)行歸一化簡單去除環(huán)境噪聲后就進(jìn)行用電量的計算，并不能對于電網(wǎng)中的諧波造成的電流信號和電壓信號的畸形進(jìn)行諧波補償后得到平滑的電流信號和電壓信號進(jìn)行用電量分析和預(yù)測，導(dǎo)致了分析結(jié)果出現(xiàn)了偏差。

背景技術(shù)：

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于云計算的電力網(wǎng)上營業(yè)客戶端機(jī)器管理方法，以解決上述背景技術(shù)中的問題。本發(fā)明提供的客戶端及其管理方法能夠?qū)τ趯崟r采集的原始離散電信號進(jìn)行預(yù)處理后，進(jìn)行諧波檢測，并進(jìn)一步對電網(wǎng)中的諧波造成的電流信號和電壓信號的畸形進(jìn)行諧波補償后得到平滑的電流信號和電壓信號進(jìn)行用電量分析和預(yù)測，避免分析結(jié)果出現(xiàn)偏差。同時，構(gòu)建用戶畫像，根據(jù)不同的參數(shù)可以得到不同的供電量調(diào)控目標(biāo)，再根據(jù)供電量調(diào)控目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)用戶的供電量的動態(tài)調(diào)節(jié)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于云計算的電力網(wǎng)上營業(yè)客戶端管理方法，所述方法包括以下步驟；

3、s1：實時采集配電網(wǎng)的電信號，并在端點插值條件、連續(xù)性條件以及邊界條件的限定下對其進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)行諧波檢測；

4、s2：對檢測得到的諧波進(jìn)行諧波補償，并控制多個諧波的動態(tài)補償信號注入至所述配電網(wǎng)中，得到預(yù)處理后的電信號yk(f)經(jīng)過多個諧波動態(tài)補償后的矯正電信號yk(t)；

5、s3：根據(jù)所述s2步驟的諧波補償后的電信號形成多個用戶畫像，對多個用戶畫像進(jìn)行分類；

6、s4：根據(jù)分類得到的不同用戶畫像群體，動態(tài)調(diào)整供電量。

7、2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于云計算的電力網(wǎng)上營業(yè)客戶端管理方法，其特征在于，所述s1步驟包括以下步驟：

8、s11：實時采集配電網(wǎng)的電信號，所述電信號包括電壓信號和電流信號，獲取原始離散的電信號xk(n)，n代表第n個離散采樣點，n＝1，2，...，nk；

9、s12：對所述s11步驟實時采集到的電信號xk(n)進(jìn)行插值預(yù)處理，得到預(yù)處理后的電信號xk(p)；p代表進(jìn)行插值預(yù)處理后能夠形成平滑曲線的電信號的第n個離散點，p＝1，2，...，pk；pk為進(jìn)行插值預(yù)處理后能夠形成平滑曲線的電信號的離散點總數(shù)；pk>nk；

10、s13：為了捕捉所述s12步驟預(yù)處理后的電信號xk(p)不同頻率和時間尺度的諧波分量，構(gòu)建窗函數(shù)ωk(p)，所述窗函數(shù)ωk(p)的窗口長度為pk，即窗函數(shù)與s22步驟預(yù)處理后的電信號卷積時的離散點總數(shù)；k＝i或u；當(dāng)k＝i時，ωi(p)為處理電流信號的窗函數(shù)；當(dāng)k＝u時，ωu(p)為處理電壓信號的窗函數(shù)；

11、s14：將所述s12步驟預(yù)處理后的電信號xk(p)與所述s22步驟構(gòu)建的相應(yīng)的窗函數(shù)進(jìn)行卷積運算，計算卷積結(jié)果yk(p)：

12、其中，q＝1，12，..，pk；

13、s15：對所述s14步驟得到的卷積結(jié)果進(jìn)行短時傅里葉變換，得到預(yù)處理后的電信號的頻域值yk(f)，進(jìn)行短時傅里葉變化的計算公式如下：

14、其中，f為經(jīng)過短時傅里葉變換轉(zhuǎn)換得到的預(yù)處理后的電信號的頻域值yk(f)的頻率；

15、s16：對所述s15步驟得到的預(yù)處理后的電信號的頻域值進(jìn)行諧波檢測，檢測得到的多個諧波的數(shù)據(jù)中第e個諧波的諧波頻率為fw，e(t)，諧波幅值為aw，e(t)以及諧波相位為φw，e(t)，其中t為經(jīng)過所述s15步驟短時傅里葉變換轉(zhuǎn)換后在頻域內(nèi)的第t時刻；e＝1，2，...，e；即檢測得到的諧波數(shù)量共有e個，w代表諧波基波。

16、進(jìn)一步地，所述s12步驟處理所述電壓信號的窗函數(shù)為：

17、

18、所述s12步驟處理所述電流信號的窗函數(shù)為：

19、

20、其中，εk是控制窗函數(shù)形狀的參數(shù)，當(dāng)k＝u時，εu＝0.5；當(dāng)k＝i時，

21、進(jìn)一步地，所述s12步驟中對所述s11步驟實時采集到的電信號xk(n)進(jìn)行插值預(yù)處理，得到預(yù)處理后的電信號xk(p)，包括以下步驟：

22、s121：構(gòu)建離散點電信號集合g：

23、g＝｛(1，xk(1))，(2，xk(2))，...，(n，xk(n))，...，(nk-1，xk(nk-1))}；

24、s122：對所述s221步驟構(gòu)建的離散點電信號集合g中任意兩個數(shù)據(jù)(n，xk(n))和(n+1，xk(n+1))，構(gòu)建插值點電信號求解方程：

25、xk(p)＝an(p-n)3+bn(p-n)2+cn(p-n)+dn，其中，an為第一系數(shù)，bn為第二系數(shù)，cn為第三系數(shù)，dn為電信號求解誤差值；

26、s123：在端點插值條件、連續(xù)性條件以及邊界條件的限定下，求解所述s122步驟構(gòu)建的插值點電信號求解方程的第一系數(shù)an、第二系數(shù)bn、第三系數(shù)cn和電信號求解誤差值dn；

27、求解過程中，構(gòu)建求解方程組：

28、

29、其中，hn-1為第一求解系數(shù)，hn-1＝x′k(n-1)-x′k(n)；hn為第二求解系數(shù)，hn＝x′k(n)-x′k(n-1)；hn+1為第三求解系數(shù)，hn+1＝x′k(n+1)-x′k(n)；mn-1為第一方程組自變量，mn為第二方程組自變量，mn+1為第三方程組自變量，

30、所述端點插值條件如下：xk(n)＝xk(n)，xk(n+1)＝xk(n+1)

31、所述連續(xù)性條件如下：

32、由于pk個預(yù)處理后的電信號數(shù)據(jù)xk(p)是由nk原始離散的電信號xk(n)經(jīng)過插值pk-nk個插值點并與原始的xk(n)進(jìn)行逐個時間點的組合形成的，因此，連續(xù)性條件的限定結(jié)果為xk(n)＝xk(n)；

33、所述邊界條件如下：

34、

35、s124：對于(pk-nk)個插值點，重復(fù)所述s221-s223步驟，求解得到nk個原始離散的電信號xk(n)中所有的插值點電信號xk(p)。

36、進(jìn)一步地，所述s2步驟中對諧波進(jìn)行補償?shù)姆椒òㄒ韵虏襟E：

37、s21：根據(jù)所述s16步驟確定得到的第e個諧波頻率fw，e(t)、諧波幅值aw,e(t)以及諧波相位φw，e(t)，確定第e個諧波的動態(tài)補償信號的幅值acom，e(t)、相位φcom，e(t)以及頻率fcom，e(t)：

38、acom，e(t)＝aw，e(t)；φcom，e(t)＝φw，e+π；fcom，e(t)＝fh，e(t)；

39、s22：對多個諧波均進(jìn)行所述s21步驟的諧波的動態(tài)補償信號的確定；

40、s23：根據(jù)所述s22步驟得到的多個諧波的動態(tài)補償信號，控制多個諧波的動態(tài)補償信號注入所述配電網(wǎng)中；

41、s24：經(jīng)過多個諧波的動態(tài)補償，得到含有共e個諧波的預(yù)處理后的電信號yk(f)經(jīng)過多個諧波動態(tài)補償后的矯正電信號yk(t)：

42、

43、其中，ak,0(t)為經(jīng)過預(yù)處理后的電信號的基波幅值；k＝i或u，yi(t)為經(jīng)過多個諧波動態(tài)補償后的矯正電流信號，yu(t)為經(jīng)過多個諧波動態(tài)補償后的矯正電壓信號。

44、進(jìn)一步地，所述s3步驟構(gòu)建用戶畫像群體的方法包括以下步驟：

45、s31：計算被監(jiān)測時段t內(nèi)所述矯正電流信號yi(t)和所說矯正電壓信號yu(t)的矯正電流平均值yi，avg(t)、矯正電壓平均值yu，avg(t)以及矯正電流方差σi、矯正電壓方差σu；t＝1，2，...，t；

46、s32：根據(jù)所述s31步驟的計算結(jié)果，計算用戶的用電功率因數(shù)pf：

47、

48、s33：根據(jù)所述s31步驟的計算結(jié)果，計算用戶在被監(jiān)測時段t內(nèi)的最大電流值yi，peak和最大電壓值yu，peak：

49、yi，peak＝max|t(yi(t))；max|t(yi，avg(t))為取在被監(jiān)測時段t內(nèi)的所有時刻電流值中的最大值函數(shù)；

50、yu，peak＝max|t(yu(t))；max|t(yu(t))為取在被監(jiān)測時段t內(nèi)的所有時刻電壓值中的最大值函數(shù)；

51、s34：確定用戶在被監(jiān)測時段t內(nèi)的高峰用電時段tpeak；tpeak＝td-tc；td為高峰用電時段結(jié)束時刻，tc為高峰用地時段開始時刻，tc∈{1，2，...，t}，td∈{1，2，...，t}，且t≥td>tc≥1；

52、s35：根據(jù)所述s31步驟至所述s34步驟結(jié)果，構(gòu)建用戶畫像向量r：

53、r＝[yi，avg(t)，yu，avg(t)，σi，σu，pf，yi，peak，yu，peak，tpeak]；

54、s36：選擇所述s35步驟中構(gòu)建的用戶畫像向量r中的一個參數(shù)作為分類指標(biāo)，對用戶畫像向量進(jìn)行分類。

55、進(jìn)一步地，所述s36步驟包括以下步驟：

56、s361：選擇所述用戶畫像向量中的一個參數(shù)，并根據(jù)該參數(shù)選擇聚類數(shù)s，將多個用戶的用戶畫像向量r分為不同的組gs；gs為第s組用戶畫像向量，s＝1，2，...，s；用戶畫像向量r的總數(shù)為z個，rz為第z個用戶畫像向量；

57、s362：隨機(jī)選擇每組用戶畫像向量的初始聚類中心：ce1，ce2，...ces，...，ces；ces為第s組用戶畫像向量gs的中心用戶畫像向量；

58、s363：計算第z個用戶畫像向量rz與第s組用戶畫像向量gs的中心用戶畫像向量ces的歐式距離：

59、其中og為用戶畫像向量r的第g個參數(shù)，為以第g個參數(shù)og作為指標(biāo)時的第z個用戶畫像向量，為以第g個參數(shù)og作為指標(biāo)時的第s組用戶畫像向量gs的中心用戶畫像向量；

60、o1為yi，avg(t)；o2為yu，avg(t)；o3為σi；o4為σu；o5為pf；o6為yi，peak；o7為yu，peak；o8為tpeak；

61、s364：根據(jù)所述s363的計算結(jié)果，將第z個用戶畫像向量分配到與其最近的中心用戶畫像向量cel所在的第i組用戶畫像向量gl，l∈{1，2，...，s}；

62、即若d(rz，cel)＝min{d(rz，ce1)，d(rz，ce2)，...，d(rz，ces)}，則rz∈gl；

63、s365：對于每組用戶畫像向量，重新定位計算其聚類中心，得到聚類中心更新值：

64、

65、其中，ce′l為重新定位計算得到的第i組用戶畫像向量gl的聚類中心更新至，num(gl)為計算第i組用戶畫像向量gl中所含有的用戶畫像向量rz的總數(shù)的函數(shù)；

66、s366：重復(fù)所述s363-s365步驟，直至聚類中心更新迭代閾值q小于0.135，則停止迭代，用戶畫像分類完成；

67、

68、進(jìn)一步地，所述s4步驟中根據(jù)分類得到的不同用戶畫像群體，動態(tài)調(diào)整供電量，包括以下步驟：

69、s41：計算根據(jù)用戶畫像向量分類得到的每組用戶的負(fù)荷功率：

70、其中，yis(t)為第s組用戶的矯正電流平均值，為第s組用戶的矯正電壓平均值，pfs為第s組用戶的功率因數(shù)；為計算第s組用戶中所有用戶的用功率因數(shù)pf進(jìn)行加權(quán)乘法，進(jìn)而對用電效率進(jìn)行歸一化后的用電功率計算；powers代表第s組用戶中所有用戶總凈用電負(fù)荷功率；

71、s42：若實時監(jiān)測的第s組用戶中的第z個用戶的電流信號經(jīng)過s1步驟預(yù)處理后得到的矯正電流信號超出第s組用戶中的第z個用戶的實時電流限定閾值則調(diào)節(jié)下一時刻的實時供電電壓進(jìn)而降低供電量。

72、進(jìn)一步地，所述s42步驟中調(diào)節(jié)下一時刻的實時供電電壓的計算公式如下：

73、

74、其中，為實時監(jiān)測的第s組用戶中的第z個用戶的電壓信號經(jīng)過s1步驟預(yù)處理后得到的矯正電壓信號；ηu為電壓調(diào)節(jié)系數(shù)，ηu＝0.63；為第s組用戶中的第z個用戶在監(jiān)測時段t內(nèi)的最大電流值。

75、本發(fā)明還提供一種采用如上述方法的基于云計算的電力網(wǎng)上營業(yè)客戶端，其特征在于，包括信號采集及諧波檢測模塊、諧波補償模塊、用戶分類模塊和供電量管理模塊；

76、所述信號采集及諧波檢測模塊，用于實時采集配電網(wǎng)的電信號，并在端點插值條件、連續(xù)性條件以及邊界條件的限定下對其進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)行諧波檢測；

77、所述諧波補償模塊，用于對檢測得到的諧波進(jìn)行諧波補償，并控制多個諧波的動態(tài)補償信號注入至所述配電網(wǎng)中，得到預(yù)處理后的電信號yk(f)經(jīng)過多個諧波動態(tài)補償后的矯正電信號yk(t)；

78、所述用戶分類模塊，用于據(jù)客戶用電量形成多個用戶畫像，多個用戶畫像進(jìn)行分類；

79、所述供電量管理模塊，用于根據(jù)分類得到的不同用戶畫像群體，動態(tài)調(diào)整供電量。

80、本發(fā)明的有益效果為：

81、1、本發(fā)明提供的方法通過對諧波進(jìn)行檢測后，再進(jìn)行諧波補償，得到預(yù)處理后的電信號yk(f)經(jīng)過多個諧波動態(tài)補償后的矯正電信號yk(t)，避免直接使用采集后的原始離散電壓信號和電流信號進(jìn)行用戶負(fù)荷功率，用戶終端通過網(wǎng)絡(luò)連接到云計算平臺，云計算平臺提供業(yè)務(wù)邏輯處理和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，用戶可以通過客戶端訪問各類電力服務(wù)功能后，客戶端可以通過云計算實時監(jiān)測用戶用電的相關(guān)信號，進(jìn)而有效地動態(tài)調(diào)整為不同用戶畫像群體的實時供電量。

82、2、本技術(shù)提供的基于云計算的電力網(wǎng)上營業(yè)客戶端及管理方法，通過對諧波補償而得到的矯正電流信號和電壓信號，進(jìn)行進(jìn)一步的相關(guān)數(shù)據(jù)計算，將計算得到的相關(guān)數(shù)據(jù)形成用戶畫像向量，再進(jìn)行聚類分析，根據(jù)選定的不同參數(shù)，可以得到不同的用戶畫像群體，進(jìn)而在不同的統(tǒng)計以及供電能力不同情況下，可以選定不同的參數(shù)作為用戶畫像群體的分類指標(biāo)，進(jìn)而分類得到用戶畫像群體后，再進(jìn)行動態(tài)的供電量調(diào)整。因此，本技術(shù)可以根據(jù)可以將用戶分類為不同的群體，例如高峰用電用戶、夜間用電用戶等，進(jìn)而提供個性化的服務(wù)，針對不同的用電量需求，動態(tài)地調(diào)整配電網(wǎng)中各個支線上的供電量需求側(cè)管理等。

83、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。