CN111898656B - 一种量测平衡检测的异常数据辨识方法 - Google Patents

一种量测平衡检测的异常数据辨识方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种量测平衡检测的异常数据辨识方法，该方法采用量测平衡检测方式对数据进行实时分析处理，结合厂站网络拓扑接线方式进行混合计算，根据不同类型量测平衡，实时获取拓扑接线的相关数据，实时计算量测平衡检测不等式成立条件，最终能检测出单个量测数据异常的问题，该方法结合电力综合监控系统联合部署，帮助监视运行人员提高数据辨识精确性与可靠性，大大提高了实用性和运维效率，提升了数据估计精度。

Description

一种量测平衡检测的异常数据辨识方法
技术领域
本发明涉及电力监控系统，具体地，涉及电力监控系统的异常数据辨识方法。
背景技术
随着电力采集与展示数据的增多，电力监控系统数据辨识是现代数据分析与展示系统的重要组成部分，量测数据在信息的采集和传输过程中,可能受到的正常噪声影响,有可能含电网短期波动，还有可能含有不良数据，这些数据在电力综合监控系统都进行实时监视，但在大量数据存在时，如何有效的进行异常的辨识分析显得特别重要。
目前已有的基于神经网络模型的异常数据辨识方法需要大量的历史数据进行支撑，不适用于新变电站。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的在于提供一种量测平衡检测的异常数据辨识方法，依赖电力综合监控系统实时采集的数据，解决电力自动化综合监控系统数据异常辨识，帮助监视运维人员提高数据辨识的可靠性与精确性。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种量测平衡检测的异常数据辨识方法，包括
对量测平衡检测进行分类；
定义各类量测平衡检测不等式；
根据电力综合监控系统在测点实时采集的量测数据，计算所述各类量测平衡检测不等式，发现异常量测数据；
定位异常量测数据对应的测点，对测点进行数据变化率检测；
对变化率测量异常的数据进行标识。
根据本发明的另一个方面，按照厂站网络拓扑接线方式，所述量测平衡检测自上而下分为厂站级、母线级、线路级三类。
根据本发明的另一个方面，厂站级量测平衡检测包括厂站功率平衡检测，母线级量测平衡检测包括母线电压平衡检测、母线电流平衡检测、母线有功平衡检测和母线无功平衡检测，线路级量测平衡检测包括线路三相电压平衡检测、线路三相电流平衡检测、线路有功平衡检测、线路无功平衡检测和线路功率因数检测。
根据本发明的另一个方面，所述厂站功率平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Pi-Po)<2
其中，Pi为厂站进线功率和，Po为厂站出线功率和，2为设置的检测阈值。
所述母线电压平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
S＝＝0||(S＝＝1&&ABS(U1-U2)/(U1+0.001)<0.04)
其中，S为断路器位置，U1为第一母线电压，U2为第二母线电压，0.04为设置的检测阈值，当断路器S为合位时，平衡检测母线电压才有效。
所述母线电流平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
I1+I2+I3+...+In<0.03
其中I1为每条线路的电流，0.03为设置的阈值。
所述母线有功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Pi-Po)<2
其中，Pi为相同电压等级下进线功率，Po为相同电压等级下出线功率，2为检测阈值。
所述母线无功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Qi-Qo)<1
其中，Qi为相同电压等级下进线功率，Qo为相同电压等级下出线功率，1为检测阈值。
所述线路三相电压平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
(ABS(A-B)/(A+0.01)<0.08)
(ABS(B-C)/(B+0.01)<0.08)
(ABS(C-A)/(C+0.01)<0.08)
其中，A、B、C分别为此线路的三相电压，0.08是阈值，0.01为零漂值。
所述线路三相电流平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
(ABS(A-B)/(A+0.01)<0.01)
(ABS(B-C)/(B+0.01)<0.01)
(ABS(C-A)/(C+0.01)<0.08)
其中，A、B、C为此线路的ABC三相电流，0.08是阈值，0.01为零漂值。
所述线路三相有功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(P-(Pa+Pb+Pc))/(P+0.01)<0.04
其中P为线路有功功率，Pa、Pb、Pc分别为线路三相有功功率，0.04为阈值。
所述线路功率因数平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(cosφ-(P/(SQRT(P*P+Q*Q)+0.01)))/(cosφ+0.01)<0.04
其中，P为线路有功功率，Q为线路无功功率，cosφ为线路功率因数，0.04为阈值。
根据本发明的另一个方面，所述测点需结合厂站的网络拓扑接线方式进行配置。
根据本发明的另一个方面，计算所述各类量测检测平衡不等式，如果不满足不等式条件，则所述量测数据存在异常。
根据本发明的另一个方面，采用的数据变化率检测不等式对测点进行数据变化率检测，所述数据变化率检测不等式为
ABS(V1-V2)/Δt<0.2 (公式14)
其中，Δt为时间差，设置为1-3秒，V1是当前值，V2是Δt时间差时刻的值,0.2是阈值，标识在数据变化小于20％数据正常，大于20％时数据异常。
根据本发明的另一个方面，通过在人机界面显示或者告警的方式对变化率测量异常的数据进行标识。
综上所述，本发明提供了一种量测平衡检测的异常数据辨识方法，该方法采用量测平衡检测方式对数据进行实时分析处理，结合厂站网络拓扑接线方式进行混合计算，根据不同类型量测平衡，实时获取拓扑接线的相关数据，实时计算量测平衡检测不等式成立条件，最终能检测出单个量测数据异常的问题，该方法结合电力综合监控系统联合部署，帮助监视运行人员提高数据辨识精确性与可靠性，大大提高了实用性和运维效率，提升了数据估计精度。
(三)有益效果
本发明提供了一种量测平衡检测的异常数据辨识方法，不是采用单一数据分析方式，而是结合厂站拓扑接线方式进行数据平衡检测逐层分析方式，帮助监视运行人员提高数据辨识精确性与可靠性，大大提高了实用性和运维效率，提升了数据估计精度。
附图说明
图1是根据本发明实施例的一种量测平衡检测的异常数据辨识方法流程图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1示出了一种量测平衡检测的异常数据辨识方法流程图。该方法包括如下步骤：
S1：对量测检测平衡进行分类。按照变电站的厂站网络拓扑接线方式，量测平衡检测自上而下可分为厂站级、母线级、线路级三类。厂站级量测平衡检测包括厂站功率平衡检测，母线级量测平衡检测包括母线电压平衡检测、母线电流平衡检测、母线有功平衡检测和母线无功平衡检测，线路级量测平衡检测包括线路三相电压平衡检测、线路三相电流平衡检测、线路有功平衡检测、线路无功平衡检测和线路功率因数检测。
S2：定义各类量测平衡检测不等式。
厂站功率平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Pi-Po)<2 (公式1)
其中，Pi为厂站进线功率和，Po为厂站出线功率和，2为设置的检测阈值。
母线电压平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
S＝＝0||(S＝＝1&&ABS(U1-U2)/(U1+0.001)<0.04) (公式2)
其中，S为断路器位置，U1为第一母线电压，U2为第二母线电压，0.04为设置的检测阈值，当断路器S为合位时，平衡检测母线电压才有效。
母线电流平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
I1+I2+I3+...+In<0.03 (公式3)
其中I1为每条线路的电流，0.03为设置的阈值。
母线有功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Pi-Po)<2 (公式4)
其中，Pi为相同电压等级下进线功率，Po为相同电压等级下出线功率，2为检测阈值。
母线无功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Qi-Qo)<1 (公式5)
其中，Qi为相同电压等级下进线功率，Qo为相同电压等级下出线功率，1为检测阈值。
线路三相电压平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
(ABS(A-B)/(A+0.01)<0.08) (公式6)
(ABS(B-C)/(B+0.01)<0.08) (公式7)
(ABS(C-A)/(C+0.01)<0.08) (公式8)
其中，A、B、C分别为此线路的三相电压，0.08是阈值，0.01为零漂值。
线路三相电流平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
(ABS(A-B)/(A+0.01)<0.01) (公式9)
(ABS(B-C)/(B+0.01)<0.01) (公式10)
(ABS(C-A)/(C+0.01)<0.08) (公式11)
其中，A、B、C为此线路的ABC三相电流，0.08是阈值，0.01为零漂值。
线路三相有功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(P-(Pa+Pb+Pc))/(P+0.01)<0.04 (公式12)
其中P为线路有功功率，Pa、Pb、Pc分别为线路三相有功功率，0.04为阈值。
线路功率因数平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(cosφ-(P/(SQRT(P*P+Q*Q)+0.01)))/(cosφ+0.01)<0.04
(公式13)
其中，P为线路有功功率，Q为线路无功功率，cosφ为线路功率因数，0.04为阈值。
需要说明的是，上述量测检测平衡不等式提及的阈值是根据每个厂站的实际需要进行设置的，不同的厂站在设置阈值时存在差异。
步骤3：实时计算上述量测平衡检测不等式，发现异常量测数据。
根据电力综合监控系统实时收集的数据，即全站及每个进线与出线的电流、电压、功率，相角等相关的量测数据，按照上述量测检测平衡不等式，实时进行量测平衡检测不等式计算，当不满足不等式条件时，证明参与计算的某些量测数据存在异常。
该方法实现依赖电力综合监控系统部署与采集的数据，并且量测平衡检测的测点需结合厂站的网络拓扑接线方式进行配置。
步骤4：定位异常量测数据对应的测点，对测点进行数据变化率检测。根据上述不满足条件的量测平衡检测不等式，进行数据变化率检测。数据变化率检测的不等式为
ABS(V1-V2)/Δt<0.2 (公式14)
其中，Δt为时间差，一般值1-3秒，V1是当前值，V2是Δt时间差时刻的值,0.2是阈值，标识在数据变化小于20％数据正常，大于20％时数据异常。
步骤5：对变化率测量异常的数据进行标识。结合电力综合监控系统监视功能，在人机界面显示或者告警的方式对变化率测量异常的数据进行标识。
综上所述，本发明提供一种量测平衡检测的异常数据辨识方法，该方法依赖电力综合监控系统实时采集的数据，采用量测平衡检测方式对数据进行实时分析处理，结合厂站网络拓扑接线方式进行混合计算，根据不同类型量测平衡，实时获取拓扑接线的相关数据，实时计算量测平衡检测不等式成立条件，最终能检测出单个量测数据异常的问题。本发明能够帮助监视运行人员提高数据辨识精确性与可靠性，大大提高了实用性和运维效率，提升了数据估计精度。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种量测平衡检测的异常数据辨识方法，包括
对量测平衡检测进行分类；
定义各类量测平衡检测不等式；
根据电力综合监控系统在测点实时采集的量测数据，计算所述各类量测平衡检测不等式，发现异常量测数据；
定位异常量测数据对应的测点，对测点进行数据变化率检测；
对变化率测量异常的数据进行标识；
按照厂站网络拓扑接线方式，所述量测平衡检测自上而下分为厂站级、母线级、线路级三类；
其中厂站级量测平衡检测包括厂站功率平衡检测，母线级量测平衡检测包括母线电压平衡检测、母线电流平衡检测、母线有功平衡检测和母线无功平衡检测，线路级量测平衡检测包括线路三相电压平衡检测、线路三相电流平衡检测、线路有功平衡检测、线路无功平衡检测和线路功率因数检测；
所述厂站功率平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Pi1-Po1)<2
其中，Pi1为厂站进线功率和，Po1为厂站出线功率和，2为设置的检测阈值；
所述母线电压平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
S＝＝0||(S＝＝1&&ABS(U1-U2)/(U1+0.001)<0.04)
其中，S为断路器位置，U1为第一母线电压，U2为第二母线电压，0.04为设置的检测阈值，当断路器S为合位时，平衡检测母线电压才有效；
所述母线电流平衡检测采用的量测检测平衡不等式为I1+I2+I3+...+In<0.03
其中I1为第1条线路的电流，I2为第2条线路的电流，I3为第3条线路的电流，In为第n条线路的电流，0.03为设置的阈值；
所述母线有功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为
ABS(Pi2-Po2)<2
其中，Pi2为相同电压等级下进线功率，Po2为相同电压等级下出线功率，2为检测阈值；
所述母线无功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为ABS(Qi-Qo)<1
其中，Qi为相同电压等级下进线功率，Qo为相同电压等级下出线功率，1为检测阈值；
所述线路三相电压平衡检测采用的量测检测平衡不等式为(ABS(A1-B1)/(A1+0.01)<0.08)
(ABS(B1-C1)/(B1+0.01)<0.08)
(ABS(C1-A1)/(C1+0.01)<0.08)
其中，A1、B1、C1分别为此线路的三相电压，0.08是阈值，0.01为零漂值；
所述线路三相电流平衡检测采用的量测检测平衡不等式为(ABS(A2-B2)/(A2+0.01)<0.01)
(ABS(B2-C2)/(B2+0.01)<0.01)
(ABS(C2-A2)/(C2+0.01)<0.08)
其中，A2、B2、C2为此线路的ABC三相电流，0.08是阈值，0.01为零漂值；
所述线路三相有功平衡检测采用的量测检测平衡不等式为ABS(P-(Pa+Pb+Pc))/(P+0.01)<0.04
其中P为线路有功功率，Pa、Pb、Pc分别为线路三相有功功率，0.04为阈值；
所述线路功率因数平衡检测采用的量测检测平衡不等式为ABS(cosφ-(P/(SQRT(P*P+Q*Q)+0.01)))/(cosφ+0.01)<0.04
其中，P为线路有功功率，Q为线路无功功率，cosφ为线路功率因数，0.04为阈值。
2.根据权利要求1所述的异常数据辨识方法，其中
所述测点需结合厂站的网络拓扑接线方式进行配置。
3.根据权利要求1所述的异常数据辨识方法，其中
计算所述各类量测检测平衡不等式，如果不满足不等式条件，则所述量测数据存在异常。
4.根据权利要求1所述的异常数据辨识方法，其中
采用的数据变化率检测不等式对测点进行数据变化率检测，所述数据变化率检测不等式为ABS(V1-V2)/Δt<0.2
其中，Δt为时间差，设置为1-3秒，V1是当前值，V2是Δt时间差时刻的值,0.2是阈值，标识在数据变化小于20％数据正常，大于20％时数据异常。
5.根据权利要求1所述的异常数据辨识方法，其中
通过在人机界面显示或者告警的方式对变化率测量异常的数据进行标识。
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