CN112068065B - 一种电压互感器状态预警方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种电压互感器状态预警方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN112068065B CN202011085738.4A CN202011085738A CN112068065B CN 112068065 B CN112068065 B CN 112068065B CN 202011085738 A CN202011085738 A CN 202011085738A CN 112068065 B CN112068065 B CN 112068065B
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Abstract

本发明涉及一种电压互感器状态预警方法、装置及可读存储介质，通过采集样本电压互感器的误差真值与误差估计值并分析其中的数理统计关系，而后根据误差估计值和误差真值之间的数理统计关系确定分析过程中需要停电检定电压互感器的目标样本数量，再根据所获得的目标样本数量下的数理统计关系以及误判率与漏判率合理设置阈值，建立评估策略以对待测电压互感器进行状态预警，解决了现有技术中依赖标准互感器的周期性停电离线检测，仅能保证少部分重要变电站电压互感器的状态预警的问题，达到了在最小的样本数量下实现了在线对电压互感器的状态进行预警的效果。

Description

一种电压互感器状态预警方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及输配电设备状态评估与故障诊断技术领域，特别涉及一种电压互感器状态预警方法、装置及存储介质。
背景技术
电压互感器是电力系统中的重要测量设备，是构建能源互联网的基础。其一次绕组接入高压电网，二次绕组与保护装置、测量仪表以及计量装置等设备相连，用于将一次侧高压强信号转化为二次侧低压小信号供二次侧保护、测控以及计量设备安全采集。确保电压互感器处于正常稳定的运行状态，有利于实现电力系统的安全、稳定和经济运行。
长期现场运行经验表明，由于电网运行工况复杂多变以及电压互感器使用年限的增长，电压互感器的运行状态以及自身的精度将随之而变化，运行若干年后存在一定比例的超差风险。超差互感器继续运行将导致电能计量不准确，严重时还将使得继电保护装置动作不可靠。因此，为保障电力系统的正常运行，需要及时更换超差互感器。及时更换的前提是准确评估其运行误差，传统的评估方法是依据计量检定规程，依赖标准互感器的周期性停电离线检测。由于停电计划难以协调，该方法仅能保证少部分重要变电站电压互感器的误差评估，难以覆盖并实现全网电压互感器的误差评估，致使大量在运电压互感器超期未检、误差未知。
而在不停电条件下，仅能通过基于数据驱动原理获得电压互感器的误差估计值，并通过该误差估计值对电压互感器的状态进行评估，然而误差估计值是一个概率意义上的结果，与停电采用实物标准器检测获得的误差值具备不同的特点，这导致基于数据驱动原理所评估出的电压互感器误差估计值与真实误差值存在一定的偏差，不能像采用标准器停电检测获得的误差值一样直接根据误差值和电压互感器精度等级规定的误差限值之间的数值关系确定互感器的误差状态。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电压互感器状态预警方法，在停电计划难以协调的情况下，仅通过较少的停电检定次数，实现覆盖并实现全网电压互感器的状态预警。
本发明解决上述技术问题，本发明提出一种电压互感器状态预警方法，所述电压互感器状态预警方法包括以下步骤：
在样本电压互感器停电检定时获取所述样本电压互感器的误差真值，并基于数据驱动获取所述样本电压互感器的误差估计值；
计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数；
根据已知分布函数及预设置信度计算置信度区间的临界长度，并根据所述置信度区间的临界长度获取所述误差真值与所述误差估计值的目标样本数量；
计算所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量，并分析所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量的分布规律；
根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率；
基于数据驱动获取待测电压互感器的误差估计值，并根据所述待测电压互感器的误差估计值及所述电压互感器状态评估策略，对所述待测电压互感器的异常状态进行预警。
优选地，所述计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数的步骤之后，还包括：
基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律。
优选地，所述基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律的步骤具体包括：
根据误差估计值相对真值的偏差统计量dev的数据特点选择最为接近的某种已知的分布函数，记为F0(dev)，并用Fn(dev)表示误差估计值相对真值的偏差统计量dev的累计频率函数，即：
Figure GDA0003590750980000031
式中，dev为偏差统计量，i为等于或小于dev的所有统计量的数目，i＝1，2…n；
计算Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值，即：
D＝max|Fn(dev)-F0(dev)|
其中，D为Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值，当D＜D(n，α)时，则表明统计量dev来自的总体服从假设的分布，其中D(n，α)表示在显著性水平为α且样本容量为n时D的临界值。
优选地，所述根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率的步骤具体包括：
以误差估计值为评估指标，通过误差估计值，对待检测的电压互感器进行状态评估划分，电压互感器误差真值超出基本误差限区间的概率为Pr：
Figure GDA0003590750980000032
其中CV为待检测电压互感器的基本误差限，
Figure GDA0003590750980000033
为误差真值，x0为误差估计值；
根据所述分布规律计算超差风险Pr：
Figure GDA0003590750980000034
其中，σ为标准差；
结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略。
优选地，所述误判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure GDA0003590750980000035
在误差限内[-CV，CV]，而误差估计值在区间[-CV1，CV1]以外，则误判率为：
Figure GDA0003590750980000036
其中，E表示数学期望，Pe为误判率，误差估计值x0的第一判定阈值及第二判定阈值分别为CV1及CV2。
优选地，所述漏判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure GDA0003590750980000041
落在误差区间外[-CV，CV]，而误差估计值在区间[-CV1，CV1]以内，则漏判率为：
Figure GDA0003590750980000042
其中，Pm为漏判率。
优选地，所述结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略的步骤具体包括：
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000043
对应电压互感器发生超差的概率将不高于Pr(CV1)判断电压互感器的状态为正常状态；其中，待测电压互感器的漏判率Pm＝β、误判率Pe＝γ，待测电压互感器误差估计值x0的第一判定阈值
Figure GDA0003590750980000044
第二判定阈值
Figure GDA0003590750980000045
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000046
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV1)而不高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为预警状态；
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000047
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为异常状态。
本发明还提出一种电压互感器状态预警装置，所述电压互感器状态预警装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电压互感器状态预警程序，所述电压互感器状态预警程序被所述处理器执行时实现如上所述的电压互感器状态预警方法的步骤。
本发明还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有电压互感器状态预警程序，所述电压互感器状态预警程序被处理器执行时实现如上所述的电压互感器状态预警方法的步骤。
本发明从统计学的角度从样本电压互感器处获取误差真值与误差估计值，并进行偏差统计糊确定最接近的已知函数，而后由预设置信度确定目标样本数量，大大降低了对样本数量的需求，使得本申请技术方案在仅需极少次数的停电检定的情况下，采集到满足需求的样本，并在采集到的样本数量符合目标样本数量以后，通过统计器偏差统计量的分布规律结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，并通过该策略对待测电压互感器的异常状态进行预警；达到了在停电计划难以协调的情况下，实现覆盖并实现全网电压互感器的状态预警的效果，提高了电压互感器状态预警的准确性，扩大了适用场景。
附图说明
图1是本发明电压互感器状态预警方法实施例方案涉及的硬件运行环境的服务器结构示意图。
图2为本发明电压互感器状态预警方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参照图1，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的服务器结构示意图。
如图1所示，所述服务器可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储服务器。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对所述服务器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及电压互感器状态预警程序。
在图1所示的网络设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接外设；所述网络设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的电压互感器状态预警程序，并执行以下操作：
在样本电压互感器停电检定时获取所述样本电压互感器的误差真值，并基于数据驱动获取所述样本电压互感器的误差估计值；
计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数；
根据已知分布函数及预设置信度计算置信度区间的临界长度，并根据所述置信度区间的临界长度获取所述误差真值与所述误差估计值的目标样本数量；
计算所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量，并分析所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量的分布规律；
根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率；
基于数据驱动获取待测电压互感器的误差估计值，并根据所述待测电压互感器的误差估计值及所述电压互感器状态评估策略，对所述待测电压互感器的异常状态进行预警。
进一步的，所述计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数的步骤之后，还包括：
基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律。
进一步的，所述基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律的步骤具体包括：
根据误差估计值相对真值的偏差统计量dev的数据特点选择最为接近的某种已知的分布函数，记为F0(dev)，并用Fn(dev)表示误差估计值相对真值的偏差统计量dev的累计频率函数，即：
Figure GDA0003590750980000061
式中，dev为偏差统计量，i为等于或小于dev的所有统计量的数目，i＝1，2…n；
计算Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值，即：
D＝max|Fn(dev)-F0(dev)|
其中，D为Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值，当D＜D(n，α)时，则表明统计量dev来自的总体服从假设的分布，其中D(n，α)表示在显著性水平为α且样本容量为n时D的临界值。
进一步的，所述根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率的步骤具体包括：
以误差估计值为评估指标，通过误差估计值，对待检测的电压互感器进行状态评估划分，电压互感器误差真值超出基本误差限区间的概率为Pr：
Figure GDA0003590750980000071
其中CV为待检测电压互感器的基本误差限，
Figure GDA0003590750980000072
为误差真值，x0为误差估计值；
根据所述分布规律计算超差风险Pr：
Figure GDA0003590750980000073
其中，σ为标准差；
结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略。
进一步的，所述误判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure GDA0003590750980000074
在误差限内[-CV，CV]，而误差估计值在区间[-CV1，CV1]以外，则误判率为：
Figure GDA0003590750980000075
其中，E表示数学期望，Pe为误判率，误差估计值x0的第一判定阈值及第二判定阈值分别为CV1及CV2。
进一步的，所述漏判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure GDA0003590750980000076
落在误差区间外[-CV，CV]，而误差估计值在区间[-CV1，CV1]以内，则漏判率为：
Figure GDA0003590750980000081
其中，Pm为漏判率。
进一步的，所述结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略的步骤具体包括：
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000082
对应电压互感器发生超差的概率将不高于Pr(CV1)判断电压互感器的状态为正常状态；其中，待测电压互感器的漏判率Pm＝β、误判率Pe＝γ，待测电压互感器误差估计值x0的第一判定阈值
Figure GDA0003590750980000083
第二判定阈值
Figure GDA0003590750980000084
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000085
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV1)而不高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为预警状态；
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000086
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为异常状态。
本实施例通过获取样本电压互感器的误差真值及误差估计值并进行统计，获取与其最解决的分布函数，并通过置信度及置信度区间的临界长度设定目标样本数量，通过对达到目标样本数量的误差真值及误差估计值进行统计，获取其分布规律，并配合漏判率及误判率建立了电压互感器状态评估策略解决了现有技术中电压互感器的检测方法依赖标准互感器的周期性停电离线检测，而由于停电计划难以协调，该方法仅能保证少部分重要变电站电压互感器的误差评估，难以覆盖并实现全网电压互感器的状态预警，致使大量在运电压互感器超期未检、误差未知的技术问题，达到了在停电计划难以协调的情况下，进行覆盖全网的电压互感器状态预警的技术效果。
基于上述硬件结构，提出本发明电压互感器状态预警方法的实施例。
参照图2，所述电压互感器状态预警方法包括以下步骤：
S10、在样本电压互感器停电检定时获取所述样本电压互感器的误差真值，并基于数据驱动获取所述样本电压互感器的误差估计值；
易于理解的是，选取具有代表性的电压互感器作为样本电压互感器，并通过获取样本电压互感器的误差真值与对应的误差估计值，而本步骤获取的误差真值与误差估计值包括多个时段下的多个数据，以对其进行统计分析。
S20、计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数；
需要说明的是，偏差统计量为每个误差估计值与误差真值的统计数据，并将统计数据按照一定的顺序排序，在本实施例中，排序顺序为采集时间，并按照该数据确定最接近的已知分布函数。
S30、根据已知分布函数及预设置信度计算置信度区间的临界长度，并根据所述置信度区间的临界长度获取所述误差真值与所述误差估计值的目标样本数量。
值得强调的是，只有在已确定分布函数后，基于置信度与置信区间才可得出详细的目标样本数量，故而本实施例先通过一定数量的样本数据确定分布函数，在本实施例中，预设置信度依据现有的采集数据及分布函数类型进行计算与评估后确定其具体数值。
易于理解的是，通过本申请上述步骤所获取的目标样本数量极小，通常在30至50之间，在样本电压互感器状态较为一致时，甚至仅需20个样本数量即可满足统计需求，这使得本申请技术方案在采集样本数据时，仅需要极少的停电检定次数，大大提高了本申请技术方案的适用范围。
S40、计算所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量，并分析所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量的分布规律；
需要强调的是，在确定目标样本数量后，等待实际样本数量达到目标样本数量后再进行该步骤，统计达到目标样本数量后的偏差统计量，并统计其分布规律，以此确定每次误差真值及误差估计值的采集所行程的样本数据与电压互感器状态的关系，并排除明显的误判数据及漏判数据。
S50、根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率；
值得说明的是，由于分布规律中的单一数据包含有由于干扰情况造成的误判及漏判数据，这些数据可以通过基于统计学的方法进行定位并排除，然而要建立电压互感器状态评估策略，则无法对其进行一一排除，因此本实施例引入漏判率及误判率的概念，在无需人工排除的情况下，提高电压互感器状态评估策略的评估准确性。
S60、基于数据驱动获取待测电压互感器的误差估计值，并根据所述待测电压互感器的误差估计值及所述电压互感器状态评估策略，对所述待测电压互感器的异常状态进行预警。
易于理解的是，当电压互感器状态评估策略建立完成后，可在线对全网的电压互感器进行评估，并通过在单一电压互感器停电检定后，针对该次采集的数据对该电压互感器的状态进行评估，对其中的异常情况进行预警。
需要说明的是，所述分布规律的统计至少包括偏差统计量的均值与方差的统计，例如，设定误差真值为
Figure GDA0003590750980000101
偏差统计量为dev，误差估计值为x0；记录在线评估方法对第i台电压互感器的误差估计值为xi，则第i台电压互感器的误差真值为
Figure GDA0003590750980000102
在线评估方法在第i台电压互感器上的误差估计偏差为：
Figure GDA0003590750980000103
当有n台电压互感器时，可获得在线评估方法误差估计值相对真值的偏差统计量：
deV＝[dev1，dev2…devn]
由此可计算该统计量的均值
Figure GDA0003590750980000104
与方差S2：
Figure GDA0003590750980000105
Figure GDA0003590750980000106
以某变电站互感器为例，在误差允许的情况下，以停电检测获得的电压互感器误差数值视为电压互感器的误差真值
Figure GDA0003590750980000107
并将利用数据驱动原理评估出的电压互感器的误差数值视为电压互感器的误差估计值x0，基于上述公式计算出该变电站互感器统计量的均值
Figure GDA0003590750980000108
与方差S2为：
Figure GDA0003590750980000109
S＝0.07％。
本实施例通过基于统计学的数据采集与分析方法，通过对样本进行预统计，以确定已知最接近的分布函数，再使用预设置信度及置信度区间来确定目标样本数量，大大降低了对样本数量的需求，使得本实施例技术方案在仅需极少次数的停电检定的情况下，完成样本电压互感器的数据采集与分析，并建立全网的电压互感器状态评估策略，解决了现有技术中，基于数据驱动原理获得的评估结果不能满足实际应用要求的问题，达到了在最小的停电检测样本量下，对全网的电压互感器进行状态预警的技术效果。
所述计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数的步骤之后，还包括：
基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律。
具体地，所述基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律的步骤具体包括：
根据误差估计值相对真值的偏差统计量dev的数据特点选择最为接近的某种已知的分布函数，记为F0(dev)，并用Fn(dev)表示误差估计值相对真值的偏差统计量dev的累计频率函数，即：
Figure GDA0003590750980000111
式中，dev为偏差统计量，i为等于或小于dev的所有统计量的数目，i＝1，2…n；
计算Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值，即：
D＝max|Fn(dev)-F0(dev)|
当D＜D(n，α)时，则表明统计量dev来自的总体服从假设的分布，其中D(n，α)表示在显著性水平为α且样本容量为n时D的临界值。
需要说明的是，以上述变电站互感器为例，其误差估计值相对真值的偏差统计量dev与正态分布最为接近，故假设：
Figure GDA0003590750980000112
当样本数量为10时，Fn(dev)为：
Figure GDA0003590750980000113
利用公式(8)-(10)计算Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值D，计算得到D＝0.245，查表可得在显著性水平为95％且样本容量为10时D(20，95％)为0.409，故步骤二中的变电站互感器的误差估计值相对真值的偏差统计量dev服从正态分布，即：
Figure GDA0003590750980000114
需要说明的是，在本实施例中，误差估计值相对真值的偏差统计量dev服从正态分布，分布中需要确认的未知参数为总体均值μ和总体的方差σ2，由于总体均值μ和总体的方差σ2均未知，故总体均值μ服从如下分布：
Figure GDA0003590750980000121
故置信度α下总体均值μ的置信区间为：
Figure GDA0003590750980000122
总体方差σ2服从如下分布：
Figure GDA0003590750980000123
故置信度α下总体方差σ2的置信区间为：
Figure GDA0003590750980000124
即总体均值μ的置信区间长度和总体方差σ2的置信区间长度为：
Figure GDA0003590750980000125
Figure GDA0003590750980000126
当约束置信区间长度BV1和BV2小于BV1min和BV2min时，通过查找t分布表和卡方分布表可获得确保偏差统计量dev有效的最小样本数n。
例如在置信度95％时，令BV1min＝0.07％，BV2min＝1.3×10-7时，查表可知为保证偏差统计量dev有效性的最小样本数n为20，即需要对20台电压互感器的进行停电检定，以获取足够数量的误差真值进而获得可靠的电压互感器误差估计值相对真值的偏差统计分布规律。
当目标样本量为20时，基于上述公式重新确定小样本量下误差估计值相对真值的偏差devmin统计分布规律，得到devmin～N(0，0.075％2)。
易于理解的是，本实施例确定的目标样本数量为本申请技术方案在使用过程中，根据选定的样本电压互感器的初步采集状态所确定的最小样本数量，样本数量的减小意味着停电检定需求的降低，这大大提升了本申请技术方案在实际使用中的适用范围，大大降低了本实施例技术方案在实施过程中对正常供电的干扰。
具体地，所述根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率的步骤具体包括：
以误差估计值为评估指标，通过误差估计值，对待检测的电压互感器进行状态评估划分，电压互感器误差真值超出基本误差限区间的概率为Pr：
Figure GDA0003590750980000131
其中CV为待检测电压互感器的基本误差限，
Figure GDA0003590750980000132
为误差真值，x0为误差估计值；
根据所述分布规律计算超差风险Pr：
Figure GDA0003590750980000133
其中，σ为标准差；
结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略。
值得强调的是，以某变电站中的电压互感器为例，电压互感器的准确度等级为0.2级，即BV1＝0.2％，故超差风险Pr为：
Figure GDA0003590750980000134
具体地，所述误判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure GDA0003590750980000135
在误差限内[-CV，CV]，而误差估计值在区间[-CV1，CV1]以外，则误判率为：
Figure GDA0003590750980000136
其中，E表示数学期望，Pe为误判率，误差估计值x0的第一判定阈值及第二判定阈值分别为CV1及CV2。
具体地，所述漏判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure GDA0003590750980000137
落在误差区间外[-CV，CV]，而误差估计值在区间[-CV1，CV1]以内，则漏判率为：
Figure GDA0003590750980000138
其中，Pm为漏判率。
具体地，所述结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略的步骤具体包括：
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000141
对应电压互感器发生超差的概率将不高于Pr(CV1)判断电压互感器的状态为正常状态；其中，待测电压互感器的漏判率Pm＝β、误判率Pe＝γ，待测电压互感器误差估计值x0的第一判定阈值
Figure GDA0003590750980000142
第二判定阈值
Figure GDA0003590750980000143
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000144
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV1)而不高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为预警状态；
当误差估计值x0落入区间
Figure GDA0003590750980000145
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为异常状态。
易于理解的是，基于上述的电压互感器，当令漏判率为β＝5％，误判率γ＝3.25％时，误差估计值x0的两个评估边界值分别为CV1＝0.1776％和CV2＝0.2735％。综合考虑正、负两个方向上的取值，形成小样本下基于电压互感器误差估计值相对真值的偏差统计分布规律的电压互感器计量性能的评估策略，如下：
1)当误差估计值x0落入区间[-0.1776％，0.1776％]，对应电压互感器发生超差的概率将不高于38.3％，给予“正常”信息。对于发生超差的电压互感器，其误差真值落入上述区间的概率为5％，即该电压互感器被漏判，概率理论值为5％。
2)当误差估计值x0落入区间[-0.2735％，-0.1776％)、
(0.1776％，0.2735％]时，对应电压互感器发生超差的概率将高于38.26％而不高于83.65％，给予“告警”信息。
3)当误差估计值x0落入区间(-∞，-0.2735％)、(0.2735％，+∞)时，对应电压互感器发生超差的概率将高于83.65％，给予“异常”信息。对于计量准确的电压互感器，其误差真值落入上述两个区间的概率为3.25％，即该电压互感器被误判，误判的概率理论值为3.25％。
在上述评估方案中，评估边界值CV1和CV2，在实际应用中可根据对漏判率和误判率的需求灵活调整，基于误差估计值相对真值的偏差统计分布规律得到步骤二中某电压互感器的状态如表1所示：
表1误差估计值的状态
误差估计值 超差概率 状态
0.00079460 0.054103 正常
本实施例通过K-S对最接近的已知分布规律进行验证，进一步提高了本申请技术方案的准确性，并通过具体公开根据分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略的建立方法，进一步完善了本申请技术方案，同时通过明确预设置信度的取值方法，提高了本申请技术方案的完整性，降低了人为干预的程度，完善了技术方案提高了本申请技术方案的适用范围。
本申请还提出一种电压互感器状态预警装置，所述电压互感器状态预警装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电压互感器状态预警程序，所述电压互感器状态预警程序被所述处理器执行时实现如上所述的电压互感器状态预警方法的步骤。
本申请还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有电压互感器状态预警程序，所述电压互感器状态预警程序被处理器执行时实现如上所述的电压互感器状态预警方法的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电压互感器状态预警方法，其特征在于，所述电压互感器状态预警方法包括以下步骤：
在样本电压互感器停电检定时获取所述样本电压互感器的误差真值，并基于数据驱动获取所述样本电压互感器的误差估计值；
计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数；
根据已知分布函数及预设置信度计算置信度区间的临界长度，并根据所述置信度区间的临界长度获取所述误差真值与所述误差估计值的目标样本数量；
计算所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量，并分析所述目标样本数量下，所述误差估计值相对于所述误差真值的样本偏差统计量的分布规律；
根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率；
基于数据驱动获取待测电压互感器的误差估计值，并根据所述待测电压互感器的误差估计值及所述电压互感器状态评估策略，对所述待测电压互感器的异常状态进行预警。
2.根据权利要求1所述的电压互感器状态预警方法，其特征在于，所述计算所述误差估计值相对于所述误差真值的偏差统计量，并确定最接近的已知分布函数的步骤之后，还包括：
基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律。
3.根据权利要求2所述的电压互感器状态预警方法，其特征在于，所述基于K-S检验误差估计值相对真值的偏差统计量所服从的分布规律的步骤具体包括：
根据误差估计值相对真值的偏差统计量dev的数据特点选择最为接近的某种已知的分布函数，记为F0(dev)，并用Fn(dev)表示误差估计值相对真值的偏差统计量dev的累计频率函数，即：
Figure FDA0003590750970000021
式中，dev为偏差统计量，i为等于或小于dev的所有统计量的数目，i＝1，2…n；
计算Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值，即：
D＝max|Fn(dev)-F0(dev)|
其中，D为Fn(dev)与F0(dev)差距的最大值，当D<D(n,α)时，则表明统计量dev来自的总体服从假设的分布，其中D(n,α)表示在显著性水平为α且样本容量为n时D的临界值。
4.根据权利要求1所述的电压互感器状态预警方法，其特征在于，所述根据所述分布规律、漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略，所述误判率为实际未超差的电压互感器而被错误评估为异常的概率，所述漏判率为实际已超差的电压互感器而被错误评估为正常的概率的步骤具体包括：
以误差估计值为评估指标，通过误差估计值，对待检测的电压互感器进行状态评估划分，电压互感器误差真值超出基本误差限区间的概率为Pr：
Figure FDA0003590750970000022
其中CV为待检测电压互感器的基本误差限，
Figure FDA0003590750970000023
为误差真值，x0为误差估计值；
根据所述分布规律计算超差风险Pr：
Figure FDA0003590750970000024
其中，σ为标准差；
结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略。
5.根据权利要求4所述的电压互感器状态预警方法，其特征在于，所述误判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure FDA0003590750970000025
在误差限内[-CV,CV]，而误差估计值在区间[-CV1,CV1]以外，则误判率为：
Figure FDA0003590750970000031
其中，E表示数学期望，Pe为误判率，误差估计值x0的第一判定阈值及第二判定阈值分别为CV1及CV2。
6.根据权利要求5所述的电压互感器状态预警方法，其特征在于，所述漏判率的计算方法具体包括：
当误差真值
Figure FDA0003590750970000032
落在误差区间外[-CV,CV]，而误差估计值在区间[-CV1,CV1]以内，则漏判率为：
Figure FDA0003590750970000033
其中，Pm为漏判率。
7.根据权利要求6所述的电压互感器状态预警方法，其特征在于，所述结合漏判率及误判率建立电压互感器状态评估策略的步骤具体包括：
当误差估计值x0落入区间
Figure FDA0003590750970000034
对应电压互感器发生超差的概率将不高于Pr(CV1)判断电压互感器的状态为正常状态；其中，待测电压互感器的漏判率Pm＝β、误判率Pe＝γ，待测电压互感器误差估计值x0的第一判定阈值
Figure FDA0003590750970000035
第二判定阈值
Figure FDA0003590750970000036
当误差估计值x0落入区间
Figure FDA0003590750970000037
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV1)而不高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为预警状态；
当误差估计值x0落入区间
Figure FDA0003590750970000038
时，对应电压互感器发生超差的概率将高于Pr(CV2)，判断电压互感器的状态为异常状态。
8.一种电压互感器状态预警装置，其特征在于，所述电压互感器状态预警装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电压互感器状态预警程序，所述电压互感器状态预警程序被所述处理器执行时实现根据权利要求1至7中任一项所述的电压互感器状态预警方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有电压互感器状态预警程序，所述电压互感器状态预警程序被处理器执行时实现根据权利要求1至7中任一项所述的电压互感器状态预警方法的步骤。
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