基于高維隨機矩陣分析的竊電識別方法

1、基于高維隨機矩陣分析的竊電識別方法基于高維隨機矩陣分析的竊電識別方法王穎琛王穎琛顧潔顧潔金之儉金之儉上海交通大學(xué)上海交通大學(xué)大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心摘要：竊電檢查是用電檢查的重點和難點。本文基于大數(shù)據(jù)理論以電網(wǎng)運行采集參數(shù)為元素構(gòu)建了高維隨機矩陣通過對矩陣的統(tǒng)計特性進行刻畫提出基于大數(shù)據(jù)分析的竊電識別方法解決了傳統(tǒng)竊電檢查方法耗費人力大時效性差判斷不精準(zhǔn)的問題從而實現(xiàn)了高效反竊電。文章以33節(jié)點電網(wǎng)運行模型為例根據(jù)仿

2、真采集到的電網(wǎng)隨時間變化的電壓電流等運行參數(shù)實現(xiàn)了對竊電發(fā)生判別、竊電發(fā)生時間確定、竊電地點的精確定位、竊電類型的判別。關(guān)鍵詞：竊電識別高維隨機矩陣協(xié)方差矩陣經(jīng)驗譜密度函數(shù)MP律作者簡介：作者簡介：王穎琛(1991)女碩士研究生研究方向為大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用Email:cherish102727@作者簡介：作者簡介：顧潔(1971)女副教授碩士生導(dǎo)師研究方向為大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用智能電網(wǎng)規(guī)劃與運行等Email:gujie@sjt

3、u.作者簡介：作者簡介：金之儉(1965)男教授博士生導(dǎo)師研究方向為大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用智能電網(wǎng)規(guī)劃與運行等Email:zjjin@sjtu.。收稿日期：收稿日期：20160806基金：基金：國家863高技術(shù)基金項目(2015AA050204)ElectricElectricLarcenyLarcenyRecognitionRecognitionMethodMethodBasedBasedononHighHighDimensiona

4、lDimensionalRomRomMatrixMatrixAnalysisAnalysisWANGWANGYingchenYingchenGUGUJieJieJINJINZhijianZhijian始時間和終止時間、精確定位竊電地點及辨識竊電類型對高維隨機矩陣?yán)碚撛诟`電分析中的應(yīng)用進行探討。1高維隨機矩陣?yán)碚摵喗楦呔S隨機矩陣?yán)碚摵喗殡娏ο到y(tǒng)運行時各節(jié)點實時產(chǎn)生大量的運行數(shù)據(jù)例如節(jié)點電壓、節(jié)點電流、節(jié)點有功功率、節(jié)點無功功率等。這些隨時

5、間變化的量反映了電網(wǎng)運行狀態(tài)將電網(wǎng)運行參量抽象為一個大型的隨機矩陣并構(gòu)建該隨機矩陣的樣本協(xié)方差矩陣。協(xié)方差矩陣的特征值分布與經(jīng)驗特征值譜密度函數(shù)反映了系統(tǒng)運行特征的變化規(guī)律可以據(jù)此確定竊電發(fā)生的相關(guān)信息。1.11.1基于高維隨機矩陣的電網(wǎng)運營大數(shù)據(jù)建模基于高維隨機矩陣的電網(wǎng)運營大數(shù)據(jù)建模電網(wǎng)運行過程中會實時產(chǎn)生如節(jié)點電壓節(jié)點電流節(jié)點有功等運行參數(shù)這些運行參數(shù)在電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中一般以時間序列的形式進行儲存且在沒有異常的情況下變化

6、平穩(wěn)不會有突變點。結(jié)合電網(wǎng)運行參數(shù)的這些特性對電網(wǎng)運營大數(shù)據(jù)進行如下建模:(1)構(gòu)建電網(wǎng)運營時間序列數(shù)據(jù)的高維隨機矩陣(2)求取該高維隨機矩陣的協(xié)方差矩陣(3)求取該協(xié)方差矩陣的特征值應(yīng)用MP律單環(huán)率等經(jīng)典隨機分析理論對電網(wǎng)運行特征進行分析判斷。1.21.2基于高維隨機矩陣?yán)碚摰碾娋W(wǎng)運營數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)表征方法基于高維隨機矩陣?yán)碚摰碾娋W(wǎng)運營數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)表征方法隨機矩陣是指矩陣中至少有一個元素為隨機變量所構(gòu)成的矩陣。行數(shù)和列數(shù)都趨于無窮的隨機

7、矩陣稱之為高維隨機矩陣。在實際應(yīng)用中一般將行數(shù)和列數(shù)均超過100的矩陣視作高維矩陣[56]。高維隨機矩陣?yán)碚撝斜硎敬髷?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式不一隨機矩陣中的元素可以是確定的數(shù)據(jù)也可以是遵循某些分布的隨機數(shù)。假設(shè)電網(wǎng)中設(shè)有n個觀測點每一個觀測點可以得到一個電網(wǎng)運行參數(shù)在觀測時間點t的一個時間序列向量xi∈Ct1i=12…n由觀測點采集到的運行參數(shù)數(shù)據(jù)可以構(gòu)成一個nt維的時間序列矩陣:常規(guī)的統(tǒng)計方法處理該矩陣的適用范圍為維數(shù)小于10且為固定值的數(shù)據(jù)集