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电力工业论文_基于深度卷积嵌入聚类的日负荷曲

文章摘要:负荷曲线聚类是电力大数据研究的基础,通过聚类来挖掘用户的用电模式从而为电力调控提供决策。针对传统的聚类方法难以处理高维多变量数据,提取时间特征较困难,存在特征提取与聚类过程分离的问题,文中采用了基于一维卷积自编码器的深度卷积嵌入聚类方法(DCEC-1D),对负荷曲线进行聚类并提取典型负荷曲线。该方法首先用一维卷积自编码器(1D-CAE)提取特征,送入K-means得到初始簇中心,然后利用自定义的聚类层对提取的负荷特征进行软分布,最后,为防止扭曲嵌入空间,将聚类损失和重构损失相结合作为损失函数联合优化,得到最终的聚类结果。算例分析以UCI数据集中的葡萄牙居民用户实际采集数据为研究对象,通过Davies-Bouldin Index(DBI),Calinski-Harabaz Index(CHI),Silhouette Coefficient(SC)三个聚类指标进行定量分析,并通过t分布随机邻域嵌入(TSNE)进行可视化分析。实验结果表明,该方法聚类指标相较于传统的K-means,PCA+K-means有大幅度提升。对比基于局部结构保留的深度嵌入聚类(IDEC),基于一维卷积的深度嵌入聚类(DEC-1D-CAE)和1D-CAE+K-means。本文方法的DBI分别降低了约0.15,0.08和1.50,CHI提高了约19384.92,12488.48和36485.72,SC提高了约0.10,0.05和0.63,验证了本文方法在日负荷曲线聚类中的有效性。

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