CN106408457A - 基于无功功率损耗的电力系统scada坏数据过滤方法 - Google Patents

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麻常辉
王亮
王昕�
张鹏飞
杨冬
邢鲁华
蒋哲
张磊
周春生
傅磊
马琳琳
张冰
武诚
李新
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Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法，根据线路或者变压器两端的SCADA量测数据中的无功功率，求取每个时段线路或者变压器上的无功功率损耗，进而求取N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差；定义无功功率损耗的置信区间长度，根据置信区间长度、N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差，求得对于某线路相应的时间段的量测数据置信区间，将分布于置信区间之外的量测数据予以剔除。与现有量测数据剔除方法相比，该方法简便，不需要建立复杂的非线性方程，执行速度快，可应用于实际工程中，可对量测数据进行预处理，提高状态估计、潮流计算等的准确性。

Description

基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法
技术领域
本发明涉及一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法。
背景技术
SCADA系统在电力系统调度自动化领域发挥着重要作用，SCADA量测数据的好坏直接影响到电力系统自动化的水平。SCADA量测数据广泛应用于电力系统的状态估计、潮流计算、安全评估等领域，对维持电网的可靠性和安全性起着至关重要的作用。不准确的SCADA量测数据可能会导致电力系统潮流计算不收敛等情况发生，因此，SCADA量测数据是调度自动化系统重要的基础数据。
然而，SCADA系统在向调控系统传递量测数据的过程中，由于PT/CT的量测误差；由于各远方终端装置的采样不同步，加上量测时延等因素，导致SCADA量测数据没有统一的时标，当电力系统的潮流变化较快时，调控中心接收到的SCADA量测数据时间断面有较大的差距；另外，系统中出现大的扰动以及负荷的急剧变化的过渡过程等因素影响了SCADA量测数据的准确程度。
无论线路还是变压器，由于电抗或者电纳的影响，元件两端无功功率不可忽视。因此，急需一种SCADA量测数据的有效过滤方法，以提高SCADA量测数据的利用质量。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法，本方法以线路或变压器两端无功功率损耗为评价指标，对SCADA系统中量测数据进行快速评价，可准确过滤剔除量测数据中坏数据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法，根据线路或者变压器两端的SCADA量测数据中的无功功率，求取每个时段线路或者变压器上的无功功率损耗，进而求取N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差；
定义无功功率损耗的置信区间长度，根据置信区间长度、N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差，求得对于某线路相应的时间段的量测数据置信区间，将分布于置信区间之外的量测数据予以剔除。
确定需要过滤的线路或者变压器两端的SCADA量测数据，以及时段数目。
根据线路两端的SCADA量测数据的无功功率量测量，计算线路无功功率的损耗，线路两端的无功功率损耗为线路I端无功功率量测量和线路II端的无功功率量测量值之和。
设置置信区间的长度λ，根据求取的相应时间段无功功率的平均值以及标准差S，确定关于线路或者变压器的无功功率损耗的置信区间为
本发明的有益效果为：
(1)以线路或变压器两端无功功率损耗为评价指标，对SCADA系统中量测数据进行快速评价，可准确过滤剔除量测数据中坏数据；
(2)应用于电力系统SCADA量测数据，应用范围广泛，可应用于实际工程中，可对量测数据进行预处理，提高状态估计、潮流计算等的准确性；
(3)与现有量测数据剔除方法相比，该方法简便，不需要建立复杂的非线性方程，执行速度快；
(4)简单易于实现，为调度人员提供了高质量SCADA量测数据，提高了潮流计算、安全评估等的精确性。
附图说明
图1是线路或者变压器两侧量测数据记录情况；
图2是本发明的流程图；
图3是某线路一段时间无功功率损耗图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
一种基于无功功率的SCADA坏数据的剔除方法，利用某线路两端SCADA量测数据中的无功功率的统计信息，以达到过滤SCADA量测数据的目的。本方法根据线路或者变压器两端的无功功率，求取每个时段线路或者变压器上的无功功率损耗；根据每个时段无功功率损耗，求取N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差；定义无功功率损耗的置信区间长度，根据置信区间长度、N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差，可以求得对于某特定线路特定时间段的量测数据置信区间。根据置信区间，可以将分布于置信区间之外的量测数据予以剔除。
下面结合附图1，以某线路的仿真SCADA量测数据为例，说明该方法的实施过程：
(1)输入某线路或变压器两端的SCADA量测数据。输入N个时段需要进行数据过滤的线路或者变压器两端的SCADA量测数据。包括两端量测数据中的无功功率。本算例包含(N＝448)448个时间段的量测数据。对第一时段的SCADA量测数据举例，图1中线路两端的SCADA量测数据中的无功功率如下表所示：
Q1(MVar) Q2(MVar)
0.8014 -35.94
表格中，Q1为I侧无功功率，单位为MVar，Q2为II侧的无功功率，单位为MVar；
(2)在完成第(1)步之后，输入置信区间。设置一个置信区间的长度为λ，分布于置信区间之外的数据我们称之为坏数据。在本算例中，设置置信区间长度为5；
(3)在完成第(1)(2)步之后，计算线路两端无功功率的损耗和N个时段无功功率损耗的统计特征。具体步骤为：
1)根据线路两端的SCADA量测数据的无功功率量测量，计算线路无功功率的损耗。计算公式为：
Qm_loss＝Q1m+Q2m (1)
其中Qm_loss为线路两端的无功功率损耗，Q1m为线路I端无功功率量测量，Q2m为线路II端的无功功率量测量。对第一时段举例，线路无功功率的损耗
Qm_loss＝0.8014-35.94＝-35.1386MVar。
2)在完成(3)-1)之后，计算N个时段线路无功功率损耗的概率统计信息。根据每个时段的线路无功功率损耗量Qm_loss，计算N个时段线路无功功率损耗的平均值计算公式为
N个时段线路无功功率损耗的标准差为
在本算例中，线路无功功率损耗的平均值为-11.7MVar，标准差为0.0937。
(4)在完成(1)(2)(3)步之后，计算线路无功功率损耗的置信区间。对于一个包含N个数据点的数据段，根据第(2)步定义的置信区间长度λ，第(3)步求取的相应时间段无功功率的平均值以及标准差S，可得关于线路或者变压器的无功功率损耗的置信区间为在本算例中，所得该线路的置信区间为[-11.24，-12.17]。
(5)在完成(1)(2)(3)(4)步之后，剔除坏数据。根据第(2)步中对坏数据的定义，对分布于置信区间之外的SCADA量测数据进行剔除。在本例中，如附图3所示，对置信区间之外的数据点进行剔除，该点为第3时段的数据点。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法，其特征是：根据线路或者变压器两端的SCADA量测数据中的无功功率，求取每个时段线路或者变压器上的无功功率损耗，进而求取N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差；
定义无功功率损耗的置信区间长度，根据置信区间长度、N个时段无功功率损耗的平均值以及标准差，求得对于某线路相应的时间段的量测数据置信区间，将分布于置信区间之外的量测数据予以剔除。
2.如权利要求1所述的一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法，其特征是：确定需要过滤的线路或者变压器两端的SCADA量测数据，以及时段数目。
3.如权利要求1所述的一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法，其特征是：根据线路两端的SCADA量测数据的无功功率量测量，计算线路无功功率的损耗，线路两端的无功功率损耗为线路I端无功功率量测量和线路II端的无功功率量测量值之和。
4.如权利要求1所述的一种基于无功功率损耗的电力系统SCADA坏数据过滤方法，其特征是：设置置信区间的长度λ，根据求取的相应时间段无功功率的平均值以及标准差S，确定关于线路或者变压器的无功功率损耗的置信区间为
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