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龙图腾网获悉国网山东省电力公司菏泽供电公司申请的专利一种基于机器学习算法的用户用电异常检测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116680641B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310478755.1，技术领域涉及：G06F18/2433；该发明授权一种基于机器学习算法的用户用电异常检测方法是由王鑫萌;孔令稷;李海奇;仪孝光;石文秀;孟旭;孔晶;赵承楠;张轲舜;李付生;徐伟;王新玲;田俊强;张建军;仝庆跃;陈思佳设计研发完成，并于2023-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于机器学习算法的用户用电异常检测方法在说明书摘要公布了：本发明涉及用户用电异常检测方法，特别是一种基于机器学习算法的用户用电异常检测方法，属于电力电子控制技术领域。主要用于检测用户用电是否异常，构建多特征融合模型通过分析电流、电压、功率因数等日常电力数据，提取相关的功率特征。然后通过这些特征获得异常可靠性分布，以拟合多特征融合算法。最后，我们可以得到所有用电数据异常的概率。然后可以利用计算机端通过串口数据线向通信模块发送AT指令，从而实现向疑似异常用电的用户发送报警短信警示其用电异常。

本发明授权一种基于机器学习算法的用户用电异常检测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于机器学习算法的用户用电异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 1数据预处理： 利用政府社会信息系统中获取用户用电数据，通过对用电数据异常原因的分析，提取电流、电压、功率因数的电气特征，发现异常； 数据中难免会有因各种原因未采集到数据的时间点而形成空缺值，因此需要对数据中的空缺值进行填充； 使用拉格朗日插值法填充数据集中的空缺值，其公式如下： 式中：i和j缺失值和非缺失值a、b的下标号；M为缺失数据前后值的数量；LMa为缺失数值插入后的结果； 2特征融合： 多特征融合是基于概率模型的D-S证据理论的组合规则基础上进行改进；需要先将特征转化为正常概率、怀疑概率和异常概率； 首先用K-means聚类算法将电流、电压、功率因数三个特征中每个特征分为三类，分别代表正常、怀疑和异常； 每个特征得到三个聚类中心和两个阈值，其中阈值是集群中心的中点；该方法对单日数据进行分析和检测；电流平衡度、电压平衡度、功率因数相关小时特征，每天24个特征；根据正常区间、可疑区间和异常区间的比例得到相应的概率： 式中m是概率函数，Ai是表示正常、可疑或异常的符号；Ni是每天在相应聚类间隔内的特征数量； 对于日常特征，电流的相关系数，每天有一个特征；根据距离逆公式得到相应的概率如下： 式中di为特征与聚类中心之间的距离，所以我们看到，特征与聚类中心的距离越大，对应的概率就越大； 3多特征融合模型： 该多特征融合模型基于D-S证据理论，并从步骤2可知每个特征都可得到对应的异常用电分布，{mA1，mA2，mA3}；其中A1代表正常，A2代表可疑，A3代表异常；多特征融合的具体算法如下： ①假设m1，m2，m3，...，mn是n个电气特征的基本概率分布，然后{mA1，mA2，mA3}代表异常电力可靠性分布，假设kij代表特征i和j之间的冲突程度： ②定义k是n个特征的冲突程度，公式如下： 则ε是特征的可靠性： ε＝e-k ③假定pA是n个特征的相应基本赋值的乘积，qA是n个特征的相应基本赋值的平均值，公式如下： ④定义归一化常数 新的组合规则如下： 其中X表示不确定部分； 正如公式10中所表示，当证据之间的冲突很小时，融合结果与D-S证据理论相似，当没有冲突意味着r＝0，新的融合公式等价于D-S证据理论，当存在高度冲突时，这意味着r→1，融合结果取决于ε×qA，多特征融合算法相对于D-S证据理论的优势，它更好地处理证据之间的冲突； 4用电量异常指数算法： 为了获得一个统一的参数来表示异常的程度，采用电量异常指数算法来评估多特征融合的结果，公式如下： s＝{mA3+mA2+mX×[1-mA1]}×100％ 其中s是综合评价用户是否属于用电异常的概率，其中若s越大，所代表这用户异常用电的可能性越高； 5用户用电异常短信报警装置： 当用户实时用电数据被判断疑似异常用电时，利用计算机通过串口数据线向通信模块发送AT指令，从而实现向用户发送报警短信警示其用电异常： ①计算机与通信模块连接： 计算机通过串口数据线与通信模块相连，为了测试连接是否成功，通过串口调试助手软件打开相应窗口并设置对应参数，然后在串口调试助手窗口中输入“AT”，若窗口返回“OK”则表示计算机与通信模块连接成功； ②短信发送： 在执行向用电异常的用户发送报警短信前，需要将一张能够正常使用的SIM卡安装在通信模块的指定区域中，搭建完整电路再给通信模块上电，查看指示灯的是否已经被点亮，当确定模块已经处于工作状态时，最后在串口调试助手窗口界面中输入相关AT指令就实现在检测出某一用户疑似用电异常时发送报警短信的指令。

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