《基于MATLAB神经网络算法的某地区配电网变电站负荷特性分类分析》8100字【论文】

第三章变电站负荷特性分类与综合本文采用SOM神经网络对某地区变电站负荷进行特性分类与综合，变电站负荷数据见表3-1，其内容为各行业占本站所有负荷的百分比。对变电站负荷进行分类时先将负荷分别分为6、7、8、9类，对比分类结果，选择最优的分类结果，对其进行分类解释，选出聚类中心，再根据欧拉公式选出典型变电站。表3-1变电站负荷样本数据序号工业居民商业农业其他175553122757594375.2112.826.415.560475.517.871.954.680575.594.3112.837.270675.695.618.430.280775.7316.364.073.840875.838.8214.840.5209761031101076.0510.634.528.7801176.216.444.053.3101276.789.4313.20.5801377128301477.8716.215.170.750157896341679.1615.542.033.2701779.25.0212.892.8901879.513.252.34.9501977.389.912.979.7302078.337.336.667.6602180875022808750238087502480875025808750268086422780.766.775.160.247.072880.865.528.35.302980.9412.225.341.50308155183182963032829630338296303482963035829630序号工业居民商业农业其他36829630378287303882.050017.9403987.4411.230.320.3204083.178.74.353.7804183.188.694.343.7904284.1110.634.920.340438563424485.837.886.010.2804586.729.723.380.170468773214787.756.243.632.3804888.416.454.910.2304989.338.432.25005089.712.947.35005189.887.142.98005291.685.991.111.2305392.91.383.462.2705495.23.10.51.205595.633.260.860.2405695.633.260.860.2405791.010008.995891.920008.085992.170007.836010000006110000006210000006386.789.381.871.9706493.876.130006589.673.245.181.9106693.41.751.393.2906733.1130.1637.73006842.3321.3431.072.562.76932.4654.54670702453815071353030057230.2134.2634.610.92073402530327435.2730.7631.082.8907536.8346.456.969.7607637.443.175.7113.7207741.1525.2831.512.0607843.2128.7327.141.920序号工业居民商业农业其他7943.438.36.212.108037.4734.3228.130.0808144.534.18.213.208245.2642.545.46.808345.5133.966.4714.0708442.927.626.5308540.3423.2231.74.7408639.4527.6432.760.1508749.9735.275.039.7408850327928963209629050.331.54.613.609151.438.174.715.7209251.59325.3311.0809367158559452.5621.383.7122.3509552.9928.7810.387.8509653.4430.157.339.0809754.0235.854.685.4509854.1432.148.415.3109954.2922.8614.298.57010054.4334.456.593.53010156.6733.554.025.76010257.4426.156.3310.08010357.93057.1010457.93057.1010564.7618.0410.316.89010659264921075925.74.610.301086021118110960.2730.326.283.13011060.5923.537.068.82011160.6823.087.698.55011261165144113622330311462218451156221845116661785411762.523.314.20011862.8116.538.2612.4011963.1828.15.822.9012063.319.74.312.7012163.429.742.834.030序号工业居民商业农业其他12263.4426.84.385.38012363.7927.34.444.470124641813411256429.252.793.790126681687112764.2726.816.92012864.310.6820.44.62012964.5719.697.877.87013064.9221.3312.191.5601316527.265.112.610132651215351336513715013465.0317.486.9910.49013565.0421.447.386.14013665.1319.749.875.26013766.0319.975.38.7013866.1819.076.548.21013966.1819.076.548.21014066.2423.696.183.89014166.2720.489.643.61014266.314.314.45014366.7722.776.464014466.9420.668.264.130145671683614667.3618.759.034.86014767.720.53.28.6014867.812.3817.4902.32149682038115068.7220.843.257.19015169.5122.874.153.470152741058315377105441547013710015575866515670.121.523.984.41015770.3420.925.683.06015870.3714.8111.113.7015970.3921.467.430.73016070.8316.676.256.25016171.615.48.74.30162721934216377765516472.5712.6310.694.110序号工业居民商业农业其他16573894616673.1615.798.422.63016773.2612.8211.532.38016879.4312.654.863.06016973.461510.920.61017073.5214.0112.240.23017174.849.1912.992.98017234.453.834.9554.482.317344.170055.83017464.620035.38017564.820035.18017671.160028.8401774031623017844.430.25.619.8017946175211118046241218018147.3726.326.5819.7401825126.14.318.60183621361903.1变电站分类结果及分析当输出层神经元N=6时，其拓扑结构如图3-1所示。图3-1输出层神经元拓扑结构（N=6）变电站负荷分六类时分类结果和聚类中心如表3-2和表3-3所示表3-2变电站分六类的分类结果输出层神经元分类结果13943444546474849505152535455565758596061626364656625个2123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373840414215215315516116316416516616716816917017154个389939910210310410510610710810911011111211311411511611711811912012112212312412512612712812913013113213313413513613713813914014114214314414514614714814915015115415615715815916016218361个469707576798182838788909192949596979810010126个51721731741751765个667687172737477788084858612个表3-3变电站分六类的聚类中心聚类中心工业居民商业农业其他91.484.422.080.871.1278.029.836.893.971.364.6620.757.536.110.8146.7634.076.3212.320.555.840.770.9941.940.4638.3728.1931.021.780.81当输出层神经元N=7时的拓扑结构如图3-2所示图3-2输出层神经元拓扑结构（N=7）变电站分七类时的分类结果和聚类中心如表3-4和表3-5所示表3-4变电站分七类的分类结果输出层神经元分类结果13946444546474849505152535455565758596061626364656625个2123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373840414215215315516316416516616716816917017153个31721731741751765个4899310510811011111211311411511611711811912012112212312412512612712812913013113213313413513613713813914014114214314414514614714814915015115415615715815916016116218355个58183878890919294959697989910010110210310410610710917717817918018118227个66970757679826个767687172737477788084858612个表3-5变电站分七类的聚类中心聚类中心工业居民商业农业其他91.484.422.080.871.1278.149.726.863.961.3255.840.770.9941.940.4665.55207.655.80.8551.5629.566.3511.850.5836.5646.336.3810.73038.3728.1931.021.780.81当输出层神经元N=8时的拓扑结构如图3-3所示图3-3输出层神经元拓扑结构（N=8）变电站分八类时的分类结果和聚类中心如表3-6和表3-7所示表3-6变电站分八类的分类结果输出层神经元分类结果13946444546474849505152535455565758596061626364656625个2123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373840414215215315516316516817148个39310511612412612813013213313614114214414514614815415715815916016116216416616716917028个4899910210310410610710810911011111211311411511711811912012112212312512712913113413513713813914014314714915015115618339个51721731741751765个67981838788909192949596979810010117717817918018118221个769707576825个867687172737477788084858612个表3-7变电站分八类的聚类中心聚类中心工业居民商业农业其他91.484.422.080.871.1278.659.276.454.171.4668.4716.2510.064.280.9463.222.986.166.850.5955.840.770.9941.940.4649.5130.776.2912.760.6235.1947.946.4110.46038.3728.1931.021.780.81当输出层神经元N=9时拓扑结构如图3-4所示图3-4输出层神经元拓扑结构（N=9）变电站分九类时的分类结果和聚类中心如表3-8和表3-9所示表3-8变电站分九类的分类结果输出层神经元分类结果1899310510811011111211311411511611711812012212312412612712913013113313413513613713813914014114314414514614714915015115415615715916016218346个287889192959697989910010110210310410610710911912112520个367687172737477788084858612个45681212813214214815816116416516616716917017117个58183909417717817918018118210个66970757679826个7394546474849505152535455565758596061626364656623个812347910111338404142434415215315516316844个91721731741751765个表3-9变电站分九类的聚类中心聚类中心工业居民商业农业其他65.5320.077.046.310.8756.2530.526.026.930.238.3728.1931.021.780.8171.9511.4813.072.720.7846.7627.566.2518.341.1聚类中心工业居民商业农业其他36.5646.336.3810.730924.21.870.761.1379.429.45.394.291.555.840.770.9941.940.46由表可知，不论分成6类、7类、8类还是9类，39、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66总被分成一类；67、68、71、72、73、74、77、78、80、84、85、86总被分成一类；81、83、90、94、177、178、179、180、181、182总被分成一类；172、173、174、175、176总被分成一类；1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、40、41、42、152、153、155、163、164、165、166、167、168、169、170、171在前三类中总被分成一类，在分九类时被分成1、1、2、3、4、7、9、10、11、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、40、41、42、152、153、155和5、6、8、12、163、164、165、166、167、168、170、171两类，观察分九类时这两类的聚类结果，不难发现，这两类都是普通工业类，且其中商业负荷、农业负荷和其他负荷的负荷占比相近，工业负荷和居民负荷相差也不多，没有再区分的必要，所以分为九类是不合适的；69、70、75、76、82在后三类中被单分为一类，在分六类时与79、81、83、87、88、90、91、92、94、95、96、97、98、100、101、177、178、179、180、181、182分为一类，观察各站负荷占比发现69、70、75、76、82与79、81、83、87、88、90、91、92、94、95、96、97、98、100、101、177、178、179、180、181、182负荷占比差异较大，若分为一类分类界限比较模糊，很难定义这类负荷，因此分成六类是不合适的；89、93、105、108、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、154、156、157、158、159、160、162、183在前两类中被分成一类，在后两类中被分成两类，观察负荷占比可以发现这些负荷负荷占比相近，分成两类是没有必要的，由上可得，分成七类时，各类区分度比较合适。所以将变电站负荷分为七类是合适的：第一类：高耗能工业负荷类第二类：普通工业负荷类第三类：工农混合负荷类第四类：工业居民负荷类第五类：工业居民农业负荷类第六类：居民工业负荷类第七类：工业居民商业负荷类3.2典型变电站的选取变电站负荷类型聚类结果及聚类中心如表3-10所示表3-10变电站负荷类型聚类结果及聚类中心类别变电站负荷类型工业居民商业农业其他第一类高耗能工业91.484.422.080.871.12第二类普通工业78.149.726.863.961.32第三类工业农业混合55.840.770.9941.940.46第四类工业居民65.55207.655.80.85第五类工业居民农业51.5629.566.3511.850.58第六类居民工业36.5646.336.3810.730第七类工业居民商业38.3728.1931.021.780.81各类典型变电站通过计算各类中的样本与聚类中心的距离，取距离最近的作为该类的典型变电站，样本Xi与聚类中心Cj的距离Dij选用欧拉距离，计算公式如式3-1所示（3-1）各类典型变电站及其负荷特性如表3-11所示。表3-11