CN104217014A - 一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法 - Google Patents

一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，所述方法包括(1)根据七大类数据生成专家知识规则库；(2)管理专家知识库；(3)校验数据；(4)修复数据；(5)安全校核计算。通过本发明能够及时发现数据异常并定位问题的原因，保证了数据质量，提高了工作效率。实际运行结果表明，通过校验后的数据，相比于原始数据能够显著提高安全校核和计划编制的计算准确率和收敛速度，其中安全校核的计算准确率平均提高了8％左右。

Description

一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法
技术领域
本发明涉及一种安全校核的校验方法，具体讲涉及一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法。
背景技术
随着国家特高压电网建设，国家电网逐步发展为以特高压主网架连接的一体化电网，各级电网之间的联系进一步增强，客观上要求作为一个整体一体化运行。特高压骨干网架具有长距离、大容量送电能力，改变了目前电力电量以网省自我平衡为主的模式，在全网范围内更大限度地优化配置资源。在确保特高压交流试验示范工程安全运行的基础上，调度系统要适应特高压电网运行的新特点。新形势下，电网的安全校核工作也必须满足一体化需要。
2010年11月起，国网公司开始建设一体化安全校核平台，统一国家、网、省三级调度的安全校核，实现电网资源集中配置，合理安排电网运行方式和平衡计划，充分发挥特高压和跨区电网优化配置资源的能力。为加快国、网、省一体化安全校核功能，国网公司先期在“三华”电网通过D5000平台交换调度计划数据，并每天对国网省的数据计算大电网同步安全校核。安全校核从原先的各网省自我平衡，逐渐发展向多级协调，一体化协作模式转变。多级安全校核一体化协作模式要求不同调度中心间分级进行发电计划编制和安全校核，最终实现满足各级电网安全约束下的全局资源优化配置。
在国网省一体化安全校核模式中，各类基础计划数据及计算结果要在多级调度中心间及时共享。在目前国网省一体化安全校核多级调度协作的实用化过程中，由于调度计划数据缺乏有效的数据预防机制和检测手段，在上级调度收到下级调度上报的数据存在质量问题时无法及时发现并修正，导致后续的安全校核计算结果各地不同步，进而导致多级调度计划协作流程难以闭环运行。所以需要提供一种技术方案来快速辨识不良数据，保障数据质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，从系统功率平衡、机组运行约束、数据完备性和合理性等多个方面检查接收数据的质量，并基于专家知识库的校验结果，对数据进行预处理。经实际电网运行验证，校验后的数据，相比于原始数据能够显著提高安全校核和计划编制的计算准确率和收敛速度。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其改进之处在于，所述方法包括
(1)根据七大类数据生成专家知识规则库；
(2)管理专家知识库；
(3)校验数据；
(4)修复数据；
(5)安全校核计算。
优选的，所述步骤(1)的七大类数据包括：系统负荷预测表、母线负荷预测表、联络线计划表、输电断面限额表、输电断面组成元件表、分机组调度计划表和设备停电计划表。
优选的，所述步骤(2)包括专家知识库的管理包括对校验规则的添加、删除和配置；
所述校验规则包括指定生/失效时间、生/失效区域，并可根据实际情况设置相关参数值。
优选的，所述步骤(3)依据校验规则信息的校验包括：将校验结果分为正常、告警、错误三种。
进一步地，所述校验规则包括基本校验规则、曲线型的数据校验规则、非曲线型的数据校验规则和综合校验规则。
进一步地，
所述基本校验规则包括：所述七类数据是否均已上报；每类数据的内容是否齐全；
所述曲线型的数据校验规则包括：曲线型的数据是否存在缺点情况；系统负荷预测最大、最小和变动率不超过限值；和机组计划出力值不得高于机组最大技术出力；
其中，曲线型数据包括系统负荷预测、母线负荷预测、联络线计划和分机组调度计划；
所述非曲线型的数据校验规则包括：检修机组计划出力非0；断面限额必须有相应的成员定义；
其中，非曲线型的数据包括输电断面限额表、输电断面组成元件表和设备停电计划表。
所述综合校验规则包括发受用电平衡校核。
进一步地，判断是否通过数据效验包括按：
权利要求的步骤(5)；和
权利要求的步骤(4)进行。
优选的，所述步骤(4)包括
对曲线型数据的数据修复包括缺失数据的修补和不良数据的平滑处理；和
对非曲线型数据的数据修复包括按专家知识规则库自动寻找替代数据，如无法形成合适数据，根据用户的选择灵活修改，添加断面所需的相关计划数据。
优选的，所述方法采用日志记录，记录各类数据上实施的校验规则的结果情况，通过日志信息快速定位问题；日志信息可通过远程服务的方式被下级调度查看。
优选的，所述步骤(5)包括针对监视对象，进行预想故障情况下的电网安全分析，指出电网安全的薄弱环节。
与现有技术比，本发明的有益效果为：
采用本发明可以有效地排除坏数据、定位错误，保证计划数据的质量。
国网省一体化安全校核的数据源面多类广，数据来源是多级数据拼接，数据质量参差不齐，各级适用的校验规则也不一致。本技术通过引入专家知识库的概念，将目前实际应用中杂乱无序的规则集合到专家知识库，并通过数据修复实现数据校验闭环。通过本发明能够及时发现数据异常并定位问题的原因，保证了数据质量，提高了工作效率。实际运行结果表明，通过校验后的数据，相比于原始数据能够显著提高安全校核和计划编制的计算准确率和收敛速度，其中安全校核的计算准确率平均提高了8％左右。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法示意图。
图2为本发明提供的一种适用于国网省一体化安全校核的数据校验功能结构图。
图3为本发明提供的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本技术根据国网省一体化安全校核数据的传输存储方式、每类数据的特点以及对计划编制和安全校核计算收敛性和准确性影响程度的分析，并结合国网一体化安全校核的运行实际情况中各类数据值合理范围的判断，得出每类数据需要实施的校验规则集合，再综合各类调度计划数据校验规则集合，形成国网省一体化安全校核数据的校验规则专家知识库。同时，依据专家知识库，对不符合校验规则的数据进行数据修复。
本发明一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，具体流程如下：
(1)根据七大类数据生成专家知识规则库；
如1所示，在国网省一体化安全校核模式中，多级调度中心间共享的计划类数据主要包括系统负荷预测表、母线负荷预测表、联络线计划表、输电断面限额表、输电断面组成元件表、分机组调度计划表、设备停电计划表，简称七大类数据。国网省三级调度之间七大类数据的流转方式为：省级调度将其管辖区域的系统负荷预测、母线负荷预测、机组发电计划、检修计划、断面、断面成员数据上报给网级调度，网级调度将省调上报的数据加上联络线计划等上报到国调。国调把全国的七大类数据通过商业库同步的方式下发到网调。各网省既是本区域数据的上报方同时也是全国数据的接收方。本发明根据全国的七大类数据生成专家知识规则库。
(2)专家知识库管理；
专家知识库管理用于对校验规则的添加、删除和配置，校验规则可以指定生(失)效时间、生(失)效区域，并可以根据实际情况设置相关参数值。校验规则具备优先级，对数据进行校验时，按照其对应的校验规则的优先级顺序进行校验。采用正常、告警、错误3个处理级别来标识某条校验规则是否具有强制性，当校验规则的处理级别设置为错误级别，待校验数据无法通过该校验规则时将会被丢弃；否则，数据正常入库并记录下日志信息和通过的状态。
(3)数据校验；
数据校验模块是整个数据校验应用的核心功能，它首先根据待实施的规则准备好相关数据，然后依据规则信息进行校验，校验结果分为正常、告警、错误三种。根据校验结果采用不同的处理方式：正常情况将数据直接进行安全校核计算，调用日志功能完成日志信息的记录。错误情况则返回取数据。对于告警境况，则说明数据不够理想，可进行数据修复。
1、基本校验规则
(1)七类数据是否均已上报。各网省调应按规定上报了七类数据。
(2)每类数据的内容是否齐全。一是上报数据的设备名称是否和D5000基础模型设备名称一致；二是上报数据是否覆盖管辖范围内的全部设备；国调会统计各网省上报的七类数据的时间和上报条数。每一类数据的上报条数不能超出专家库里各类数据上报的最大最小范围。
2、曲线型的数据校验规则
曲线型数据包括系统负荷预测、母线负荷预测、联络线计划、机组调度计划。
(1)曲线型的数据是否存在缺点情况。
(2)系统负荷预测最大、最小和变动率不超过限值(网调上报的系统负荷预测最大值不超过3亿千瓦，最小值不低于2000万千瓦，相邻两点之间的变动率绝对值不超过3000万千瓦)。
(3)机组计划出力值不得高于机组最大技术出力。
3、非曲线型的数据校验规则
非曲线型的数据分为输电断面限额表、输电断面组成元件表、设备停电计划表。
(1)检修机组计划出力非0，设备停电计划中处于停电状态的机组，停电时段的计划值必须为0。
(2)断面限额必须有相应的成员定义。
“输电断面限额表”中的断面名称都必须在“输电断面组成元件表”中找到相应的成员定义。
4、综合校验规则
综合校验规则主要指发受用电平衡校核。由于安全校核针对的是220千伏及以上的电压等级，因此需要校验220千伏及以上电压等级的发电、受电和用电是否平衡。网调上报的调度机组的发电计划可能包含了一些220千伏以下电压等级的发电计划，因此作出如下逻辑判断：
PU j = Σ i , j PU i , j
J＝1～96指第j个时段；
I＝1～N指第i台220kv级以上的发电机组；
PUj指第j时段220kv及以上机组的总发电出力
PUi,j指第j时段第i台机组的计划发电出力
PB j = Σ i , j PB i , j
J＝1～96指第j个时段；
I＝1～M指第i个母线节点；
PBj指第j时段220kv及以上机组的总发电出力；
PBi,j指第j时段第i台机组的计划发电出力。
本地区的发电总和加上总受入电力与本地区母线负荷预测总和的差值必须小于本地区母线负荷预测总加的15％。因此判据可以描述为：
abs(PUi–PLi-PBj)≤15％×PBj
PLj指第j个时段区域总受电计划。
通过数据效验进行步骤(5)，未通过则进入步骤(4)。
(4)数据修复；
数据修复使得数据校验模块能够闭环运行。对于曲线型数据的负荷预测数据，包括系统负荷预测和母线负荷预测，通过数据修复模块实现数据修补和平滑；对于非曲线型数据的计划数据，包括发电计划和联络线计划，能够按照专家知识规则库自动寻找理想的替代数据，如果仍然无法形成合适数据，还可以根据用户的选择灵活修改，添加断面所需的相关计划数据。
其中，针对曲线型数据的数据修复
由于数据质量直接影响了安全校核计算结果的准确性，因此仅仅有数据校验是不够的。对于曲线型数据，数据缺失和数据突变对安全校核的结果影响很大。本发明为了提高数据质量，对曲线型数据的规则进行了校验，并对校验出的曲线型数据进行了数据修复。
1、缺失数据的修补
在一天的96点数据中，如果某一时刻的数据出现缺失或不良数据，则认为是数据缺损，一般的处理办法是利用该时刻的前后时刻点数据进行修补。假设d日t时刻的数据缺损，t-1，t+1时刻的数据正常，ω1、ω2为权重，对t时刻的缺失负荷修补可用下式进行加权平均处理:
L(d,t)＝ω1L(d-1,t)+ω2L(d+1,t)
2、不良数据的平滑处理
除了缺失数据外，还有一些不良数据或异常值，需要对其进行平滑。平滑处理是指在一天96点中，对数据进行平滑，对异常时刻点的数据用前后时刻的数据值来修正。在进行分析数据时，以前后两个时刻的负荷数据作为基准，当待处理数据超过这个范围就视为不良数据，采用平均值的方法平稳处理，设x(d,t)表示d日t时刻的数据值，θ(t)为待处理数据的最大变动范围，则具体计算方法如下：
如果|x(d,t)-x(d,t-1)|＞θ(t)，则 x ( m , d ) = x ( m , d + 1 ) + x ( m , d - 1 ) 2 .
(5)安全校核计算。
获取合适的电网模型，利用调度计划和电网方式数据，包括母线负荷预测、发电计划、联络线计划、检修计划、直流输电计划形成计算模型，针对各种监视对象，进行各种预想故障情况下的电网安全分析，包括潮流分析、灵敏度分析、静态安全分析，指出电网安全的薄弱环节。七大类数据经过数据校验流程后将进行安全校核计算，供调度员分析电网安全的薄弱环节，采取相应措施来避免电网事故发生。
日志记录：
本发明采用日志详细记录了在各类数据上实施的校验规则的结果情况，通过日志信息可以快速定位问题。日志信息也可以通过远程服务的方式被下级调度查看，以便及时了解上报数据的质量情况并更正错误，重新上报。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述方法包括
(1)根据七大类数据生成专家知识规则库；
(2)管理专家知识库；
(3)校验数据；
(4)修复数据；
(5)安全校核计算。
2.如权利要求1所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述步骤(1)的七大类数据包括：系统负荷预测表、母线负荷预测表、联络线计划表、输电断面限额表、输电断面组成元件表、分机组调度计划表和设备停电计划表。
3.如权利要求1所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述步骤(2)包括专家知识库的管理包括对校验规则的添加、删除和配置；
所述校验规则包括指定生/失效时间、生/失效区域，并可根据实际情况设置相关参数值。
4.如权利要求1所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述步骤(3)依据校验规则信息的校验包括：将校验结果分为正常、告警、错误三种。
5.如权利要求3或4所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述校验规则包括基本校验规则、曲线型的数据校验规则、非曲线型的数据校验规则和综合校验规则。
6.如权利要求5所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，
所述基本校验规则包括：所述七类数据是否均已上报；每类数据的内容是否齐全；
所述曲线型的数据校验规则包括：曲线型的数据是否存在缺点情况；系统负荷预测最大、最小和变动率不超过限值；和机组计划出力值不得高于机组最大技术出力；
其中，曲线型数据包括系统负荷预测、母线负荷预测、联络线计划和分机组调度计划；
所述非曲线型的数据校验规则包括：检修机组计划出力非0；断面限额必须有相应的成员定义；
其中，非曲线型的数据包括输电断面限额表、输电断面组成元件表和设备停电计划表。
所述综合校验规则包括发受用电平衡校核。
7.如权利要求6所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，判断是否通过数据效验包括按：
权利要求的步骤(5)；和
权利要求的步骤(4)进行。
8.如权利要求1所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述步骤(4)包括
对曲线型数据的数据修复包括缺失数据的修补和不良数据的平滑处理；和
对非曲线型数据的数据修复包括按专家知识规则库自动寻找替代数据，如无法形成合适数据，根据用户的选择灵活修改，添加断面所需的相关计划数据。
9.如权利要求1所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述方法采用日志记录，记录各类数据上实施的校验规则的结果情况，通过日志信息快速定位问题；日志信息可通过远程服务的方式被下级调度查看。
10.如权利要求1所述的一种用于国网省一体化安全校核的数据校验方法，其特征在于，所述步骤(5)包括针对监视对象，进行预想故障情况下的电网安全分析，指出电网安全的薄弱环节。
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