CN113126015A - 多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法及装置，所述方法包括：选取多通道电能质量监测装置中任意两个通道检测同一条线路，分别获取监测数据；根据Hausdorff距离判断两个通道的监测数据相似度，若相似度大于阈值则判断装置精度异常，否则正常，当首月判断多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的监测数据分为标准源和待检源，计算标准源和待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与标准误差比对，若每个月误差在标准误差的范围内则判断多通道电能质量监测装置正常，否则判断异常。本发明根据Hausdorff距离判断两个通道监测数据的相似性从而判断装置精度是否异常同时考虑最新工况的影响，确保测量精度。

Description

多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统运行与分析技术领域，尤其涉及一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法及装置。

背景技术

多通道电能质量监测装置测量精度管理是保证数据正确性的前提，装置投运前会做精度检测，但是，由于运行中检测难度大、操作困难等原因，从投运到报废整个周期基本未开展多通道电能质量监测多通道电能质量监测装置测量精度的检测，然而，装置处于电磁环境中，受软硬件性能、运行环境等因素影响，多通道电能质量监测装置运行一定年限后其测量精度可能会有所下降甚至不满足测量要求，导致其提供的数据不正确、不可靠，进而造成电能质量指标分析不准确甚至错误。对在运的多通道电能质量监测装置开展测量精度定检存在较多困难，例如：需要大量人工投入，标准源Fluke 6135采购成本高、体积大、操作复杂、不易运输，加之现场检测时需要断开二次PT接线，恢复接线时有接线松动或错误引发安全风险。

发明内容

本发明目的在于，提供一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法及装置，以解决多通道电能质量监测装置测量精度的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，包括：

选取多通道电能质量监测装置中任意两个通道检测同一条线路，分别获取所述两个通道的监测数据；

根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，其中，

当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常。

优选地，所述根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，包括：

所述两个通道的监测数据分别为集合A和集合B，对于集合A到集合B的Hausdorff单向距离h(A,B)，如下：

h(A,B)＝max_a∈Amin_b∈B||a-b||；

式中，a为所述集合A中的任一点，b为所述集合B中的任一点，对于集合B到集合A的Hausdorff单向距离h(B,A)，如下：

h(B,A)＝max_c∈Bmin_d∈A||c-d||；

式中，c为所述集合B中的任一点，d为所述集合A中的任一点。

优选地，所述根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，包括：

根据所述集合A到集合B的Hausdorff单向距离与所述集合B到集合A的Hausdorff单向距离的最大值，确定Hausdorff距离值H(A,B)，如下：

H(A,B)＝max(h(A,B),h(B,A))；

所述阈值为0.1，若所述Hausdorff距离值H(A,B)大于0.1，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常。

优选地，所述当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常，包括：

根据所述标准源e的第m类电能质量数据的误差与所述待检源f的第m类电能质量数据的误差，计算误差r_m，如下：

式中，T_em为所述标准源e的第m类电能质量数据的误差的时间，T_fm为所述待检源f的第m类电能质量数据的误差的时间。

本发明还提供一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置，包括：

获取模块，用于选取多通道电能质量监测装置中任意两个通道检测同一条线路，分别获取所述两个通道的监测数据；

第一判断模块，用于根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，其中，

第二判断模块，用于当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常。

优选地，所述第一判断模块，还用于：

所述两个通道的监测数据分别为集合A和集合B，对于集合A到集合B的Hausdorff单向距离h(A,B)，如下：

h(A,B)＝max_a∈Amin_b∈B||a-b||；

式中，a为所述集合A中的任一点，b为所述集合B中的任一点，对于集合B到集合A的Hausdorff单向距离h(B,A)，如下：

h(B,A)＝max_c∈Bmin_d∈A||c-d||；

式中，c为所述集合B中的任一点，d为所述集合A中的任一点。

优选地，所述第一判断模块，还用于：

根据所述集合A到集合B的Hausdorff单向距离与所述集合B到集合A的Hausdorff单向距离的最大值，确定Hausdorff距离值H(A,B)，如下：

H(A,B)＝max(h(A,B),h(B,A))；

所述阈值为0.1，若所述Hausdorff距离值H(A,B)大于0.1，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常。

优选地，所述第二判断模块，还用于：

根据所述标准源e的第m类电能质量数据的误差与所述待检源f的第m类电能质量数据的误差，计算误差r_m，如下：

式中，T_em为所述标准源e的第m类电能质量数据的误差的时间，T_fm为所述待检源f的第m类电能质量数据的误差的时间。

本发明还提供一种计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一实施例所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法。

本发明通过Hausdorff距离判断两个通道的数据相似性从而判断多通道电能质量监测装置精度是否异常，进一步的将两个通道分别当检测源输出和待测装置输出，通过分钟级数据累加计算误差，并基于投运首月装置测量精度满足要求的基础，后续将每个月的精度误差分别与标准误差精度比对，即考虑了初始条件，也考虑最新工况的影响，实现多通道电能质量监测装置的精度检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明某一实施例提供的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例提供的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法的流程示意图；

图3是本发明某一实施例提供的多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，本发明提供一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，包括：

S101、选取多通道电能质量监测装置中任意两个通道检测同一条线路，分别获取所述两个通道的监测数据。

具体的，针对多通道的电能质量监测装置通常存在部分空闲监测通道的情况，例如：市面上，一台多通道电能质量监测装置可同时测试12条线路的装置，即12个通道，一个通道指可监测一条线路三相电压和电流，但是，实际使用时没有那么多线路需要监测，通常只用2-3个通道，空闲了9-10个通道。针对多通道的电能质量监测装置测量精度的在线检测，可将相同的电压和电流信号接入空闲通道。

S102、根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常。

具体的，Hausdorff距离计算选取的两个通道的数据相似性，主要算法原理在于：两个通道测量相同的信号，若相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断多通道电能质量监测装置的精度正常，Hausdorff距离是描述2点集之间相似程度的一种量度，它是2个点集之间距离的一种定义形式，假设两个通道的监测数据分别为集合A和集合B，如下：

A＝{a₁,...,a_q},B＝{b₁,...,b_q}；

集合A和集合B共q点集，采用||·||表示两点之前的欧氏距离，利用集合A中某点a_i与集合B中所有点进行欧式距离比较，找到对于a_i最接近的点b_j，使b_j满足：

min_b∈B||a_i-b||＝||a_i-b_j||；

对于集合A到集合B的Hausdorff单向距离h(A,B)，如下：

h(A,B)＝max_a∈Amin_b∈B||a-b||；

式中，a为集合A中的任一点，b为集合B中的任一点，对于集合B到集合A的Hausdorff单向距离h(B,A)，如下：

h(B,A)＝max_c∈Bmin_d∈A||c-d||；

式中，c为集合B中的任一点，d为集合A中的任一点。

根据集合A到集合B的Hausdorff单向距离与集合B到集合A的Hausdorff单向距离的最大值，确定Hausdorff距离值H(A,B)，如下：

H(A,B)＝max(h(A,B),h(B,A))；

确定阈值为0.1，若Hausdorff距离值H(A,B)大于0.1，则判断多通道电能质量监测装置的精度异常，否则，则判断多通道电能质量监测装置的精度正常。

S103、当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常。

具体的，首先，多通道电能质量监测装置在投运时做了精度检测，因此获取两个通道的监测数据都是准确的，根据这个基础，对于同时接入相同线路信号的通道e和f来说，将通道e视为标准源，通道f视为测量精度待检装置，采用以下公式计算误差r_m，如下：

式中，r_m指通道e和f的第m类电能质量数据的误差，通常指基波电压、电流，谐波，闪变等数据，T_em为标准源e的第m类电能质量数据的误差的时间，T_fm为待检源f的第m类电能质量数据的误差的时间。

请参阅图2，多通道电能质量监测装置通常间隔几分钟(通常为3分钟)产生一组m类数据平均值(闪变比较特殊，10分钟一组短时闪变，2小时一组长时闪变)，以3分钟为例，一天将会计算出480个m项电能质量数据的误差(短时闪变是144个，长时闪变12个)，求取其平均值日平均值r_md，同样的可以算得月误差平均值r_mm。然后，将第一月的月误差平均值存储起来，即认为第一个月算得误差是可接受的、正确的。进一步的，开展后续的日误差和月误差计算，等得到相应值时，分别求取当前月(日)的误差与第一个月及上个月误差的差值，分别设置为x和y，求取综合差值D_tot，如下：

D_tot＝0.8x+0.2y；

最后再将第m类数据的D_tot与电能质量标准中要求的精度比对，如果在精度范围内则认为精度满足要求，否则判断装置异常。

本发明适用于多通道电能质量监测装置的精度在线检测，采用Hausdorff距离判断两个通道的数据相似性从而初步判断装置精度是否异常，进一步的将两个通道分别当检测源输出和待测装置输出，通过分钟级数据累加计算误差，并基于投运首月装置测量精度满足要求的基础，后续将每个月和日的精度误差分别与第一个月和上个月精度比对，即考虑了初始条件，也考虑最新工况的影响，从而求取综合差值并将之与电能质量标准要求的精度比对，实现在线的、准实时的、全周期的多通道电能质量监测装置的精度检测。本发明既减少人工检测工作量，又能第一时间发现多通道电能质量监测装置精度异常，通过及时安排精度校准可保证多通道电能质量监测装置的测量数据正确、可靠。

请参阅图3，本发明还提供一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置，包括：

获取模块11，用于选取多通道电能质量监测装置中任意两个通道检测同一条线路，分别获取所述两个通道的监测数据；

第一判断模块12，用于根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，其中，

第二判断模块13，用于当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常。

关于多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置的具体限定可以参见上文中对于的限定，在此不再赘述。上述多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本发明提供一种计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任意一个实施例中的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法。

处理器用于控制该计算机终端设备的整体操作，以完成上述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该计算机终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该计算机终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在一示例性实施例中，计算机终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific 1ntegrated Circuit，简称AS1C)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由计算机终端设备的处理器执行以完成上述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，其特征在于，包括：

选取多通道电能质量监测装置中任意两个通道检测同一条线路，分别获取所述两个通道的监测数据；

根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，其中，

当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常。

2.根据权利要求1所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，其特征在于，所述根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，包括：

所述两个通道的监测数据分别为集合A和集合B，对于集合A到集合B的Hausdorff单向距离h(A,B)，如下：

h(A,B)＝max_a∈Amin_b∈B||a-b||；

式中，a为所述集合A中的任一点，b为所述集合B中的任一点，对于集合B到集合A的Hausdorff单向距离h(B,A)，如下：

h(B,A)＝max_c∈Bmin_d∈A||c-d||；

式中，c为所述集合B中的任一点，d为所述集合A中的任一点。

3.根据权利要求2所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，其特征在于，所述根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，包括：

根据所述集合A到集合B的Hausdorff单向距离与所述集合B到集合A的Hausdorff单向距离的最大值，确定Hausdorff距离值H(A,B)，如下：

H(A,B)＝max(h(A,B),h(B,A))；

所述阈值为0.1，若所述Hausdorff距离值H(A,B)大于0.1，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常。

4.根据权利要求1所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法，其特征在于，所述当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常，包括：

根据所述标准源e的第m类电能质量数据的误差与所述待检源f的第m类电能质量数据的误差，计算误差r_m，如下：

式中，T_em为所述标准源e的第m类电能质量数据的误差的时间，T_fm为所述待检源f的第m类电能质量数据的误差的时间。

5.一种多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于选取多通道电能质量监测装置中任意两个通道检测同一条线路，分别获取所述两个通道的监测数据；

第一判断模块，用于根据Hausdorff距离判断所述选取的两个通道的所述监测数据的相似度，若所述相似度大于阈值，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常，其中，

第二判断模块，用于当首月判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常时，将两个通道的所述监测数据分为标准源和待检源，计算所述标准源和所述待检源的误差为标准误差，进一步，将每个月误差与所述标准误差比对，若所述每个月误差在所述标准误差的范围内，则判断所述多通道电能质量监测装置正常，否则判断所述多通道电能质量监测装置异常。

6.根据权利要求5所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置，其特征在于，所述第一判断模块，还用于：

所述两个通道的监测数据分别为集合A和集合B，对于集合A到集合B的Hausdorff单向距离h(A,B)，如下：

h(A,B)＝max_a∈Amin_b∈B||a-b||；

式中，a为所述集合A中的任一点，b为所述集合B中的任一点，对于集合B到集合A的Hausdorff单向距离h(B,A)，如下：

h(B,A)＝max_c∈Bmin_d∈A||c-d||；

式中，c为所述集合B中的任一点，d为所述集合A中的任一点。

7.根据权利要求6所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置，其特征在于，所述第一判断模块，还用于：

根据所述集合A到集合B的Hausdorff单向距离与所述集合B到集合A的Hausdorff单向距离的最大值，确定Hausdorff距离值H(A,B)，如下：

H(A,B)＝max(h(A,B),h(B,A))；

所述阈值为0.1，若所述Hausdorff距离值H(A,B)大于0.1，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度异常，否则，则判断所述多通道电能质量监测装置的精度正常。

8.根据权利要求5所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测装置，其特征在于，所述第二判断模块，还用于：

根据所述标准源e的第m类电能质量数据的误差与所述待检源f的第m类电能质量数据的误差，计算误差r_m，如下：

式中，T_em为所述标准源e的第m类电能质量数据的误差的时间，T_fm为所述待检源f的第m类电能质量数据的误差的时间。

9.一种计算机终端设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4任一项所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的多通道电能质量监测装置测量精度的检测方法。

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