基于因子分析的變電站分類方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術領域，特別是涉及一種指標相關性分析及變電站分類方 法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)水平的進步，人們生活水平的不斷提高，電力系統(tǒng)在整個行 業(yè)中所占的比例逐漸增大。因此，電力系統(tǒng)的建設在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有極其重要的地位。 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對變電站的特征參數(shù)進行分析是進行電力系統(tǒng)建設的 一項基本任務。
[0003] 目前，對變電站的分析主要面臨以下問題：第一，隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展，變電 站越來越多，一個供電局可能要管理數(shù)十甚至上百個變電站，受技術、資金等因素限制，實 際中并不適合對所有變電站逐個進行研究；第二，變電站型式規(guī)模多樣，描述變電站的特 征參數(shù)眾多，例如：電壓等級、電氣布置型式、容性無功補償容量等，各指標間具有一定相關 性，因此對變電站各特征參數(shù)一一分析不僅工作量巨大且沒有必要。
[0004] 在實際應用中，對變電站進行研究時，供電部門往往依靠經(jīng)驗和主觀判斷選擇一 個或者多個指標為依據(jù)，將大量變電站進行分類，再對每類變電站進行研究。但是，由于指 標篩選決策過程極度依賴工作人員的主觀性，缺乏科學的指標選擇方法，采用此方法具有 以下局限性：第一，指標選擇過少，不能全面描述變電站特性，難以對數(shù)量眾多的變電站整 體情況有清晰全面的認識；第二，指標選擇過多且各指標之間存在一定的相關性，造成指標 信息的重疊，增加了分析問題的復雜性；第三，指標篩選沒有統(tǒng)一的方法和機制，篩選結(jié)果 因人而異，準確較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對現(xiàn)有變電站分類方法存在的效率低、準確性低的問題，提供一 種變電站分類方法。
[0006] 一種基于因子分析的變電站分類方法，包括以下步驟：
[0007] 建立變電站的原始數(shù)據(jù)矩陣X，所述原始數(shù)據(jù)矩陣X描述待分類變電站的特征參 數(shù)；
[0008] 將原始數(shù)據(jù)矩陣X的所有特征參數(shù)變換為數(shù)值在0到1之間的標么值數(shù)據(jù)，得到 標準化矩陣X';
[0009] 計算標準化矩陣X'的主要因子參數(shù)，提取標準化矩陣X'中主要因子參數(shù)對應 的列，得到修改標準化矩陣X';
[0010] 根據(jù)變電站數(shù)目設定變電站分類數(shù)c;
[0011] 根據(jù)修改標準化矩陣X'和變電站分類數(shù)C對變電站進行聚類劃分。
[0012] -種基于因子分析的變電站分類系統(tǒng)，包括：
[0013] 用于建立變電站的原始數(shù)據(jù)矩陣X的裝置，所述原始數(shù)據(jù)矩陣X描述待分類變電 站的特征參數(shù)；
[0014] 用于將原始數(shù)據(jù)矩陣X的所有特征參數(shù)變換為數(shù)值在0到1之間的標幺值數(shù)據(jù)， 得到標準化矩陣X'的裝置；
[0015] 用于計算X'的主要因子參數(shù)，提取X'中主要因子參數(shù)對應的列，得到修改標準 化矩陣X'的裝置；
[0016] 用于設置變電站分類數(shù)c的裝置，所述變電站分類數(shù)c是對原始數(shù)據(jù)矩陣X進行 劃分的聚類個數(shù)；
[0017] 用于根據(jù)修改標準化矩陣X'和變電站分類數(shù)c對變電站進行聚類劃分的裝置。
[0018] 本發(fā)明的變電站分類方法和系統(tǒng)，通過建立變電站的原始數(shù)據(jù)矩陣來描述待分類 變電站的特征參數(shù)，然后變換為數(shù)值在〇到1之間的標么值數(shù)據(jù)，提取標準化矩陣中主要因 子參數(shù)對應的列，利用變電站數(shù)目設定變電站分類數(shù)c對變電站進行聚類劃分。該方案采 用了實用、簡單、科學的特征參數(shù)篩選，克服了電力工作人員依靠主觀經(jīng)驗進行指標篩選的 缺陷，使對多指標變電站的特性研究工作更加快速、高效，各類變電站特性更加明了，界限 清晰。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的基于因子分析的變電站分類方法流程圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明的因子分析方法流程圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明的聚類算法流程圖。
[0022] 圖4為本發(fā)明的基于因子分析的變電站分類裝置的模塊圖。
[0023] 圖5為本發(fā)明的用于因子分析的裝置的模塊圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合本發(fā)明附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明。
[0025] 圖1是本發(fā)明的基于因子分析的變電站分類方法流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的 基于因子分析的變電站分類方法步驟如下：
[0026] 步驟S01，建立變電站原始數(shù)據(jù)矩陣X，所述變電站原始數(shù)據(jù)矩陣X是描述待分類 變電站的特征參數(shù)的矩陣，其建立方法如下：
[0027] (1)依據(jù)變電站節(jié)電劃分的目的，選擇各變電站特征參數(shù)；
[0028] 在一個實施例中，變電站特征參數(shù)可包括電氣布置型式。電氣布置型式主要包括 戶內(nèi)式、半戶內(nèi)式、全戶外式三種型式。其中，全戶內(nèi)變電站的主變、配電裝置均為戶內(nèi)布 置，設備采用GIS型式；半戶內(nèi)變電站的主變?yōu)閼敉獠贾?，配電裝置為戶內(nèi)布置；全戶外變 電站的主變、配電裝置均為戶外布置。
[0029] 在一個實施例中，變電站特征參數(shù)還可包括主變臺數(shù)、主變總?cè)萘?。主變臺數(shù)是指 整個變電站主變壓器的臺數(shù)，主變總?cè)萘坑嬎愎饺缦拢?br>[0030]
( 1 )
[0031] 式中，S指某變電站單臺主變?nèi)萘坑蠸種，隊、分別指表示第i種主變的臺數(shù)及 單臺主變?nèi)萘俊?br>[0032] 在另一個實施例中，變電站特征參數(shù)還可包括容性無功補償容量、感性無功補償 容量。容性無功補償容量指整個變電站中固定電容、分組電容、SVC等設備補償?shù)娜菪詿o功 補償容量；感性無功補償容量是指整個變電站中固定電感、分組電感、SVC等設備補償?shù)母?性無功補償容量。
[0033] 在另一個實施例中，以10kV變電站為例，變電站特征參數(shù)還可包括10kV主變有功 電量、10kv主變無功電量。10kV主變有功電量是指變電站10kV母線側(cè)主變有功電量大??； 10kV主變無功電量是指變電站10kV母線側(cè)主變無功電量大小。
[0034] 在另一個實施例中，變電站特征參數(shù)還可包括輸送電量、站變電量。變電站輸送電 量是指通過該變電站傳送的所有電量的總和；變電站站變電量是指該變電站所有站用負荷 消耗的電量，即站用負荷電量。
[0035] (2)獲取待分類的變電站數(shù)量n，并對變電站從1到n進行編號；定義k= 1~n， k的初始值為1 ;
[0036] (3)將第k個變電站的第1個特征參數(shù)表示為xkl，其中，1可為1~9之間的任意 整數(shù)；判斷k是否等于n，若是，進入下一步，若不是，將k的值增加1，重復步驟（3);
[0037] 在一個實施例中，可將第k個變電站的特征參數(shù)表示為：電氣布置型式xkl、主變臺 數(shù)xk2、主變總?cè)萘縳k3、容性無功補償容量xk4、感性無功補償容量xk5、10kV主變有功電量xk6、 10kV主變無功電量xk7、輸送電量xks、站變電量xk9。
[0038] 本領域技術人員將容易理解，出于不同精確度的要求，原始數(shù)據(jù)矩陣X中可以僅 包含電氣布置型式、主變臺數(shù)、主變總?cè)萘?、容性無功補償容量、感性無功補償容量、10kV主 變有功電量、10kV主變無功電量、輸送電量以及站變電量中的一種或多種。原始數(shù)據(jù)矩陣X 中包括的元素的種類將不會對后續(xù)操作產(chǎn)生影響。為方便敘述，下文默認使用全部上述參 數(shù)來建立原始數(shù)據(jù)矩陣X。
[0039] 在本步驟中，還可對電氣布置型式指標做量化處理，量化處理方法為：分別用1、 1. 5和2代表戶內(nèi)、半戶內(nèi)和全戶外的電氣布置型式。
[0040] (4)建立原始數(shù)據(jù)矩陣X如下：
[0041]
^ 2 )
[0042] 步驟S02,將原始數(shù)據(jù)矩陣X的所有特征參數(shù)變換為數(shù)值在0到1之間的標幺值數(shù) 據(jù)，得到標準化矩陣X';。
[0043] 在本步驟中，標準化處理可采用平移一標準差變換和平移一極差變換方法。平 移一標準差變換具體方法如下：
[0044] 采用如下變換將原始數(shù)據(jù)矩陣X中的元素Xlj變換成標準化矩陣X'中的元素 x' lj:
[0045]
.(. 3:):
[0046] 其中
[0047]
( 4 )
[0048] 式中，Xl]為第i個變電站的第j項特征參數(shù)，n為待分析變電站數(shù)目。
[0049] 若經(jīng)過平移一標準差變換后還有某些X,術[0，1]，則還需對其進行平移一極差變 換，即采用以下變換對？U再次進行標準化：
[0050]
(.5)
[0051] 標準化矩陣X'即由上述標準化處理后的特征參數(shù)組成。
[0052] 步驟S03,計算標準化矩陣X'的主要因子參數(shù)，提取標準化矩陣X'中主要因子 參數(shù)對應的列，得到修改標準化矩陣X';
[0053] 本步驟采用因子分析法計算標準化矩陣X'的主要因子參數(shù)。如圖2所示，本步驟 具體包括