CN115575880B - 一种电力互感器计量误差状态在线检测方法 - Google Patents

一种电力互感器计量误差状态在线检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，其中，所述方法包括以下步骤：采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集；基于所述标准数据集，建立电力互感器标准检测模型；将实时采集数据集中的数据通过所述电力互感器标准检测模型进行实时检测，并输出电力互感器计量误差状态在线检测的结果，从而实现电力互感器计量误差的智能检测。本发明解决了在不断电的情况下，如何准确且快速的对电力互感器计量误差状态进行实时检测，并全面反映互感器运行误差动态变化的技术问题。

Description

一种电力互感器计量误差状态在线检测方法
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电力互感器计量误差状态在线检测方法。
背景技术
电力互感器，特别是电容式电压互感器（Capacitance type voltagetransformer，以下简称CVT）在电网系统中有着广泛的应用，而目前的电力互感器运行误差稳定性不高，在实际运行过程中极易出现超差的现象，也即误差水平超过正常水平；针对电力互感器计量误差的状态评估，普遍采用的方法是在一定的检定周期内，在停电状态下，通过高精度的标准仪器设备，与被检定的电力互感器进行误差比对检测与诊断，此种方式无法避免：首先将被检互感器及周边设施进行停电，且检定耗时长、成本高、效率低，对电网正常运行有较大的影响；其次，停电检定的方法，检定的是理线状态下电力互感器的误差状态，无法全面反应电力互感器运行误差状态的动态变化；最后，高精度的标准设备存在较大体积，其灵活性差，而变电站等地的电力互感器分布范围广、数量多。因此，亟待提出一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，以解决在不断电的情况下，如何准确且快速的对电力互感器计量误差状态进行实时检测，并全面反映互感器运行误差动态变化的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，旨在解决在不断电的情况下，如何准确且快速的对电力互感器计量误差状态进行实时检测，并全面反映互感器运行误差动态变化的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，其中，所述方法包括以下步骤：
S1、采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集；
S2、基于所述标准数据集，建立电力互感器标准检测模型；
S3、将实时采集数据集中的数据通过所述电力互感器标准检测模型进行实时检测，并输出电力互感器计量误差状态在线检测的结果，从而实现电力互感器计量误差的智能检测。
优选方案之一，所述步骤S1采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集，具体为：
采集检测合格互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集；
采集在运期间互感器各相二次侧电压数据，构建实时数据集。
优选方案之一，所述步骤S1采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集之后，还包括：
数据预处理：分别对所述标准数据集和实时采集数据集进行标准化处理，得到建模数据集和在线数据集。
优选方案之一，所述步骤S2中基于所述标准数据集，采用主元分析法建立电力互感器标准检测模型。
优选方案之一，所述步骤S2基于所述标准数据集，建立电力互感器标准检测模型，具体步骤为：
S21、计算所述建模数据集的协方差，并作奇异值分解；
S22、根据方差累计百分比确定主元个数k，并构建主元空间和残差空间，以及将所述建模数据集通过主元分析法进行分解，投影至残差空间，完成模型的建立。
优选方案之一，所述步骤S21计算所述建模数据集的协方差，并作奇异值分解，具体为：
计算建模数据集的协方差；
并对所述建模数据集的协方差R作奇异值分解，得到对角矩阵，且满足，以及得到的酉矩阵E。
优选方案之一，所述步骤S22中根据方差累计百分比确定主元个数k，具体为：
其中，为方差累计百分比，n为对角矩阵中元素的个数，m＜n。
优选方案之一，所述步骤S22具体步骤为：
根据方差累积百分确定主元个数k，取所述酉矩阵E的前k个线性无关向量作为主元空间，其余n-k个线性无关向量组成残差空间；
将所述建模数据集通过主元分析法进行分解，投影至残差空间，得到投影模型，以及评估模型。
优选方案之一，所述步骤S3具体步骤为：
S31、取所述在线数据集中t时段作为一个评估单元，其中，所述t时段的采样数据为评估数据；
S32、计算所述采样数据在残差空间的投影，以及所述投影的均值；
S33、计算与的比差，并判断与第一阈值的大小；
若小于第一阈值，则所述电力互感器计量误差状态处于正常状态；
若大于第一阈值，则所述电力互感器计量误差状态处于超差状态；
其中，为t时段内的在线阈值。
优选方案之一，所述步骤S3之后，还包括：
当处于正常状态的评估单元累计达到第二阈值时，构建时间区间数据集；
计算在T时段内的均值，并将步骤S33中的进行更新。
本发明的上述技术方案中，该电力互感器计量误差状态在线检测方法包括以下步骤：采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集；基于所述标准数据集，建立电力互感器标准检测模型;将实时采集数据集中的数据通过所述电力互感器标准检测模型进行实时检测，并输出电力互感器计量误差状态在线检测的结果，从而实现电力互感器计量误差的智能检测。本发明解决了在不断电的情况下，如何准确且快速的对电力互感器计量误差状态进行实时检测，并全面反映互感器运行误差动态变化的技术问题。
本发明通过实时输出比差值，可全面监测和记录电力互感器的在线误差状态，为电力互感器误差的预测提供依据；且本方法的在线运行不依赖于高精度的标准互感器，可适用于体积小的标准设备，提高了检定的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种电力互感器计量误差状态在线检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一种电力互感器计量误差状态在线检测方法的流程框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参见图1-2，根据本发明的一方面，本发明提供一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，其中，所述方法包括以下步骤：
S1、采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集；
S2、基于所述标准数据集，建立电力互感器标准检测模型；
S3、将实时采集数据集中的数据通过所述电力互感器标准检测模型进行实时检测，并输出电力互感器计量误差状态在线检测的结果，从而实现电力互感器计量误差的智能检测。
具体地，在本实施例中，所述步骤S1采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集，具体为：采集检测合格互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集；所述检测合格互感器包括新入网和/或近期完成周检且合格的n组互感器；采集在运期间互感器各相二次侧电压数据，构建实时数据集，在本发明中，所述电力互感器具体以电容式电压互感器为例进行说明。
具体地，在本实施例中，所述步骤S1采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集之后，还包括：数据预处理：分别对所述标准数据集和实时采集数据集进行标准化处理，得到建模数据集和在线数据集；其中所述建模数据集用于离线阶段的建模，通过离线阶段建立的模型，可在不断电的情况下对在运的CVT进行运行状态的监测，提高检定效率，降低检定的成本；将实时采集数据集标准化处理后，得到在线数据集，所述在线数据集用于判断互感器采样时刻是否超差。
具体地，在本实施例中，所述步骤S2中基于所述标准数据集，采用主元分析法建立电力互感器标准检测模型；其中，建立电力互感器标准检测模型，具体步骤为：
S21、计算所述建模数据集的协方差，并作奇异值分解；所述步骤S21计算所述建模数据集的协方差，并作奇异值分解，具体为：
计算建模数据集的协方差；
并对所述建模数据集的协方差R作奇异值分解，得到对角矩阵，且满足，以及得到的酉矩阵E。
S22、根据方差累计百分比确定主元个数k，并构建主元空间和残差空间，以及将所述建模数据集通过主元分析法进行分解，投影至残差空间，完成模型的建立；其中，所述步骤S22中根据方差累计百分比确定主元个数k，具体为：
其中，为方差累计百分比，n为对角矩阵中元素的个数，m＜n；
所述步骤S22具体步骤为：
根据方差累积百分确定主元个数k，取所述酉矩阵E的前k个线性无关向量作为主元空间，其余n-k个线性无关向量组成残差空间；其中，主元个数k小于酉矩阵E中线性无关向量个数n；
将所述建模数据集通过主元分析法进行分解，投影至残差空间，得到投影模型，以及评估模型。
具体地，在本实施例中，所述步骤S3将实时采集数据集中的数据通过所述电力互感器标准检测模型进行实时检测，并输出电力互感器计量误差状态在线检测的结果，从而实现电力互感器计量误差的智能检测，具体步骤为：
S31、在线评估阶段，取所述在线数据集中t时段作为一个评估单元，其中，所述t时段的采样数据为评估数据；
S32、计算所述采样数据在残差空间的投影，其中，为步骤S22中得到的评估模型，；以及计算在该评估单元内t时段的所述投影的均值；
S33、计算与的比差，并判断与第一阈值的大小；其中，所述比差为：
若小于第一阈值，则所述电力互感器计量误差状态处于正常状态；若大于第一阈值，则所述电力互感器计量误差状态处于超差状态；其中，为t时段内的在线阈值，且可即时更新，具体可通过T时段内的均值进行更新；所述第一阈值为互感器在正常状态下的标准值，第一阈值为；
具体地，在本实施例中，所述步骤S3之后，还包括：
当处于正常状态的评估单元累计达到第二阈值时，构建时间区间数据集；其中，在本发明中，所述第二阈值可设定为1000，本发明不进行具体限定，具体可根据需要进行设定；当处于正常状态的评估单元累计达到1000个时，构建时间区间数据集；
计算在T时段内时间区间数据集的均值，并计算和的比差，为电力互感器计量误差状态的评估进一步提供依据；所述比差为：
其中，为比差；
计算在T时段内的均值，并将步骤S33中的在线阈值进行更新，更新的所述在线阈值为：
其中，s为第二阈值，在本发明中，第二阈值可设定为1000，则更新后的所述在线阈值为：
在线阈值更新完毕后，将T与t置0，重新开始计数；通过即时更新在线阈值，可在不停电的条件下，为全面且准确的对电力互感器计量误差状态的实时评估提供依据。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集；具体为：
采集检测合格互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集；
采集在运期间互感器各相二次侧电压数据，构建实时数据集；
所述步骤S1采集电力互感器各相二次侧电压数据，构建标准数据集和实时数据集之后，还包括：
数据预处理：分别对所述标准数据集和实时采集数据集进行标准化处理，得到建模数据集和在线数据集；
S2、基于所述标准数据集，建立电力互感器标准检测模型；
S21、计算所述建模数据集的协方差，并作奇异值分解；具体为：
计算建模数据集的协方差；
并对所述建模数据集的协方差R作奇异值分解，得到对角矩阵，且满足，以及得到的酉矩阵E；
S22、根据方差累计百分比确定主元个数k，并构建主元空间和残差空间，以及将所述建模数据集通过主元分析法进行分解，投影至残差空间，完成模型的建立；具体步骤为：
根据方差累积百分比确定主元个数k，取所述酉矩阵E的前k个线性无关向量作为主元空间，其余n-k个线性无关向量组成残差空间；
S3、将实时采集数据集中的数据通过所述电力互感器标准检测模型进行实时检测，并输出电力互感器计量误差状态在线检测的结果，从而实现电力互感器计量误差的智能检测；具体步骤为：
S31、取所述在线数据集中t时段作为一个评估单元，其中，所述t时段的采样数据为评估数据；
S32、计算所述采样数据在残差空间的投影，以及所述投影的均值；
S33、计算与的比差，并判断与第一阈值的大小；
若小于第一阈值，则所述电力互感器计量误差状态处于正常状态；
若大于第一阈值，则所述电力互感器计量误差状态处于超差状态；
其中，为t时段内的在线阈值；
当处于正常状态的评估单元累计达到第二阈值时，构建时间区间数据集；计算在T时段内时间区间数据集的均值，并计算和的比差；所述比差为：，其中，为比差；
计算在T时段内的均值，并将步骤S33中的在线阈值进行更新，更新的所述在线阈值为：，其中，s为第二阈值。
2.根据权利要求1所述的一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，其特征在于，所述步骤S2中基于所述标准数据集，采用主元分析法建立电力互感器标准检测模型。
3.根据权利要求1所述的一种电力互感器计量误差状态在线检测方法，其特征在于，所述步骤S22中根据方差累计百分比确定主元个数k，具体为：，其中，为方差累计百分比，n为对角矩阵中元素的个数，m＜n。
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