CN116520234A - 跨站点互感器计量误差在线监测方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跨站点互感器计量误差在线监测方法、装置及电子设备，属于互感器计量性能在线监测技术领域。本发明仅需测量两个有线路连接关系的变电站内电压互感器和电流互感器的幅值校正系数和相角校正系数，即可准确计算出两个变电站线路两端电压互感器和电流互感器实际误差的差值，从而摆脱了单个变电站内条件限制，大幅提升数据维度和数据量，实现了基于广域多站链的跨站点互感器计量误差的在线准确监测。解决了现有互感器误差在线监测系统仍然是采集单一变电站内的分析数据，难以对有拓扑关联的对侧站的互感器实现在线监测的技术问题。

Description

跨站点互感器计量误差在线监测方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及互感器计量性能在线监测技术领域，并且更具体地，涉及一种跨站点互感器计量误差在线监测方法、装置及电子设备。
背景技术
互感器是电力系统中信号采集的关键设备之一，其主要用于将电力系统一次侧的高电压信号变换为适合二次设备的小电压信号。互感器一般通过周期检测保证其计量性能，但现有的周期离线检验模式因为高压输变电线路的停电操作困难并未有效进行，导致大量在运互感器处于超检定周期运行状态，计量误差存在超差的风险，易引起电能贸易纠纷。并且传统的离线定周期检测工作模式不仅给运维人员带来巨大工作量，产生较高的设备与人员成本支出，而且存在较大作业风险。
在互感器在线监测方面，《项琼，王欢，杜砚等.电力电压互感器在线群校准技术研究[J].电测与仪表，2016，53(03): 32-37.》提出了电压互感器在线群校准技术，根据变电站内互感器配置类型，提出使用电磁式电压互感器作为临时参比设备，对同电压同等级电压互感器开展误差校准，该方法的使用限制条件过多，大多数变电站无法采样该方案进行误差校准，通用性较差，并且不能解决广域跨站点互感器计量误差监测问题。
《韩海安，张竹，王晖南等. 基于主元分析的电容式电压互感器计量性能在线评估[J]. 电力自动化设备，2019， 39(05):201-206.》提出了一种基于主元分析的在运CVT计量性能状态评估方法，利用主元分析提取运行过程中测量数据的特征统计量实现对在运CVT误差的分析，然而该方案对CVT数量要求较高，需至少存在2个电压等级不少于12台CVT运行，且2个电压等级的CVT均处于双母并列运行方式，大部分变电站无法满足该要求。
综上所述，现有互感器误差在线监测技术对变电站内互感器数量、类型、运行方式等有较高的要求，无法满足现有大部分变电站的实际情况，普适性较差。现有互感器误差在线监测系统仍然是采集单一变电站内的分析数据，难以对有拓扑关联的对侧站的互感器实现在线监测，因此需要开展基于广域多站链的跨站点互感器计量误差在线监测方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种跨站点互感器计量误差在线监测方法、装置及电子设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种跨站点互感器计量误差在线监测方法，包括：
将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联关系的两个变电站及两个变电站共享的输电线路构成单个站链；
将单个站链等效为双级联π型电路，双级联π型电路中的一个变电站为发送端，另一个变电站为接收端；双级联π型电路两端均装有同步相量测量单元，通过同步相量测量单元采集单个站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建单个站链的数据集；对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集；
构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，其中站间比值校正系数是一个包含幅值偏差和相角偏差的复数，站间比值校正系数的幅值为幅值校正系数，站间比值校正系数的相位为相角校正系数；
构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。
可选地，所述建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，包括：
按照环网结构、枢纽站结构、边缘站结构三种典型的变电站网架拓扑关系，将一个第一区域变电站关系网划分为多个第二区域关系网和多条站链，其中第一区域变电站关系网的区域范围大于第二区域关系网的区域范围。
可选地，所述双级联π型电路发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压、A/B/C三相电流的表达式如下：
；
式中，和/>为发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>为接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>为发送端和接收端的中点电压，为Z输电线路阻抗。
可选地，该方法还包括：
在将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据之后，针对不同的负载条件进行两组不同的、独立的测量，则发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压、A/B/C三相电流的计算方程式如下：
；
式中，和/>表示第一种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，和/>表示第一种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>、/>、和/>分别为二端口网络的导纳矩阵数值。
可选地，在将双级联π型电路等效为二端口网络后，二端口网络的电压、电流包含跨站点的互感器误差，其中二端口网络的电压、电流均为一次系统数据，二端口网络的电压、电流计算公式为：
；
其中：和/>分别是发送端变电站和接收端变电站的电压站间比值校正系数向量值，/>和/>分别是发送端变电站和接收端变电站的电流站间比值校正系数向量值，和/>表示第一种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和表示第二种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第一种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>、/>、/>和/>分别为二端口网络的导纳矩阵数值；
针对二端口网络的电压、电流进一步化简，得到
；
其中：，由于二端口网络为无源电路，即，/>。
可选地，所述计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，包括：
通过以下公式计算接收端电压的站间比值校正系数向量值以及接收端电流的站间比值校正系数向量值：
；
；
式中，和/>为跨站点线路两端电压互感器的额定变比，对于同一个线路上这两个值一般相同；/>和/>为两端电压互感器实际误差：/>和/>为有拓扑关系的变电站线路两端电流互感器的额定变比，对于同一个线路上这两个值一般相同，/>和/>为两端电流互感器实际误差。
可选地，所述在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，包括：
计算选定的时间区间内多组接收端的电压互感器误差和电流互感器误差，并绘制二维散点图，其中二维散点图的X坐标为幅值校正系数，Y坐标为相角校正系数；
基于密度空间聚类的估计方法，循环计算二维散点图中所有点两两之间的距离公式，找到距离总和最小的聚类中心点，取聚类中心点的横坐标和纵坐标分别为选定的时间区间的幅值校正系数和相角校正系数的最终值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种跨站点互感器计量误差在线监测装置，包括：
站链建立模块，用于将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联关系的两个变电站及两个变电站共享的输电线路构成单个站链；
群体数据集构建模块，用于将单个站链等效为双级联π型电路，双级联π型电路中的一个变电站为发送端，另一个变电站为接收端；双级联π型电路两端均装有同步相量测量单元，通过同步相量测量单元采集单个站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建单个站链的数据集；对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集；
第一计算模块，用于构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，其中站间比值校正系数是一个包含幅值偏差和相角偏差的复数，站间比值校正系数的幅值为幅值校正系数，站间比值校正系数的相位为相角校正系数；
第二计算模块，用于构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。
根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。
根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。
本发明首先将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联的两个对侧变电站及其共享的输电线路构成单个站链。然后，对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集。其次，构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数。最后，构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。本发明仅需测量两个有线路连接关系的变电站内电压互感器和电流互感器的幅值校正系数和相角校正系数，即可准确计算出两个变电站线路两端电压互感器和电流互感器实际误差的差值，从而摆脱了单个变电站内条件限制，大幅提升数据维度和数据量，实现了基于广域多站链的跨站点互感器计量误差的在线准确监测。解决了现有互感器误差在线监测系统仍然是采集单一变电站内的分析数据，难以对有拓扑关联的对侧站的互感器实现在线监测的技术问题。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是本发明一示例性实施例提供的跨站点互感器计量误差在线监测方法的流程示意图；
图2是本发明一示例性实施例提供的变电站网架拓扑关系为环网结构的示意图；
图3是本发明一示例性实施例提供的变电站网架拓扑关系为枢纽站的示意图；
图4是本发明一示例性实施例提供的变电站网架拓扑关系为边缘站的示意图；
图5是本发明一示例性实施例提供的拓扑关联的两个变电站的共享输电线路等效为双级联π型等值电路的示意图；
图6是本发明一示例性实施例提供的将双级联π型电路等效为二端口网络的示意图；
图7是本发明一示例性实施例提供的跨站点互感器计量误差在线监测装置的结构示意图；
图8是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。
具体实施方式
下面，将参考附图详细地描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。
应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
还应理解，在本发明实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
还应理解，对于本发明实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
另外，本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还应理解，本发明对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明实施例可以应用于通信终端、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与通信终端、计算机系统、服务器等电子设备一起使用的众所周知的通信终端、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。
通信终端、计算机系统、服务器等电子设备可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
示例性方法
图1是本发明一示例性实施例提供的跨站点互感器计量误差在线监测方法的一个流程示意图。如图1所示，跨站点互感器计量误差在线监测方法包括以下步骤：
步骤S101：将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联关系的两个变电站及两个变电站共享的输电线路构成单个站链；
可选地，所述建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，包括：按照环网结构、枢纽站结构、边缘站结构三种典型的变电站网架拓扑关系，将一个第一区域变电站关系网划分为多个第二区域关系网和多条站链，其中第一区域变电站关系网的区域范围大于第二区域关系网的区域范围。
在本发明实施例中，典型的广域级多站链变电站网架拓扑关系包括环网结构、枢纽站结构、边缘站结构三种，图2、图3、图4分别展示了三种典型的广域级多站链变电站网架拓扑关系。因此，可以按照环网结构、枢纽站结构、边缘站结构三种典型的变电站网架拓扑关系，将一个大区域变电站关系网划分为多个小区域关系网和多个站链。
步骤S102：将单个站链等效为双级联π型电路，双级联π型电路中的一个变电站为发送端，即S端，另一个变电站为接收端，即R端；双级联π型电路两端均装有同步相量测量单元，即PMU，通过同步相量测量单元采集单个站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建单个站链的数据集；对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集；
可选地，所述双级联π型电路发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压、A/B/C三相电流的表达式如下：
；
式中，和/>为发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>为接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>为发送端和接收端的中点电压，为Z输电线路阻抗。
在本发明实施例中，图5示出了有拓扑关联的两个变电站的共享输电线路等效为双级联π型等值电路的示意图。如图5所示，在互感器无偏差的情况下，期望。随着系统内互感器偏置误差的增加，中点电压幅值差增大，中点电压角偏置增大。以计量0.5级的互感器为例，根据IEC标准61869-5，允许的MCF误差为±0.5%。在最坏的情况下，如果一端互感器的误差为+0.5%，而另一端互感器的误差为-0.5%，则总误差为1%。将/>视为监测系统幅值偏差的阈值，如果/>，则标记一次测量系统幅值误差。
步骤S103：构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，，即RCF，其中站间比值校正系数是一个包含幅值偏差和相角偏差的复数，站间比值校正系数的幅值为幅值校正系数，即MCF，站间比值校正系数的相位为相角校正系数，即PACF；
可选地，图6示出了双级联π型电路等效为二端口网络的示意图，如图6所示，该方法还包括：在将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据之后，针对不同的负载条件进行两组不同的、独立的测量，则发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压、A/B/C三相电流的计算方程式如下：
；
式中，和/>表示第一种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，和/>表示第一种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>、/>、和/>分别为二端口网络的导纳矩阵数值。
可选地，在将双级联π型电路等效为二端口网络后，二端口网络的电压、电流包含跨站点的互感器误差，其中二端口网络的电压、电流均为一次系统数据，二端口网络的电压、电流计算公式为：
；
其中：和/>分别是发送端变电站和接收端变电站的电压站间比值校正系数向量值，/>和/>分别是发送端变电站和接收端变电站的电流站间比值校正系数向量值，和/>表示第一种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和表示第二种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第一种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>、/>、/>和/>分别为二端口网络的导纳矩阵数值；
针对二端口网络的电压、电流进一步化简，得到
；
其中：，由于二端口网络为无源电路，即，/>。
可选地，所述计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，包括：通过以下公式计算接收端电压的站间比值校正系数向量值以及接收端电流的站间比值校正系数向量值：
；
；
式中，和/>为跨站点线路两端电压互感器的额定变比，对于同一个线路上这两个值一般相同；/>和/>为两端电压互感器实际误差：/>和/>为有拓扑关系的变电站线路两端电流互感器的额定变比，对于同一个线路上这两个值一般相同，/>和/>为两端电流互感器实际误差。
步骤S104：构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。
可选地，所述在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，包括：计算选定的时间区间内多组接收端的电压互感器误差和电流互感器误差，并绘制二维散点图，其中二维散点图的X坐标为幅值校正系数，Y坐标为相角校正系数；基于密度空间聚类的估计方法，循环计算二维散点图中所有点两两之间的距离公式，找到距离总和最小的聚类中心点，取聚类中心点的横坐标和纵坐标分别为选定的时间区间的幅值校正系数和相角校正系数的最终值。
在本发明实施例中，针对上述3580次MCF和PACF计算结果，绘制二位散点图。二位散点图的X坐标为幅值误差MCF，Y坐标为相位误差PACF。循环计算与所有点之间的距离公式（距离计算可以采用标准化欧氏距离偏差度计算公式、汉明距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离、闵氏距离等距离公式），找到距离总和最小的聚类中心点：MCF为1.0055，PACF为-0.4383。
仿真验证：在仿真电路中搭建基本π型仿真电路，测量不同负荷条件下的两侧电压和电流值，计算一次单个站链的跨站点互感器误差，对本发明提出的基于广域多站链的跨站点互感器计量误差在线监测方法开展验证，参数如表1所示。
表1 线路两端电压和电流仿真数值
按照模型公式计算得到考虑线路参数条件下电压互感器和电流互感器误差为：
；
；
真实数据验证：以“辽宁抚程1线/程家站”和“辽宁抚程1线/抚顺站”的A相测量点为例，PMU的现场采样每隔0.2秒取采集一组A相电压和A相电流数据，包含幅值和相位信息。采用跨站点互感器误差实时计算模型进行3580次跨站点互感器幅值误差MCF和相位误差PACF。
本发明技术方案可及时发现广域跨站点计量异常的互感器，实现偏差电量与电费的纠正，大幅降低周检工作量。目前国网系统内运行的高压关口互感器数量超60万台，每年需要进行周检的高压关口互感器数量约为7.5万台，其市场规模超过100亿，具有极好的应用前景及可观的直接经济效益。基于本发明技术方案研制基于广域测量系统的跨站点互感器计量误差在线监测系统并推广应用，可以显著提升高压关口互感器运维效率。
综上所述，本发明首先将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联的两个对侧变电站及其共享的输电线路构成单个站链。然后，对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集。其次，构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数。最后，构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。本发明仅需测量两个有线路连接关系的变电站内电压互感器和电流互感器的幅值校正系数和相角校正系数，即可准确计算出两个变电站线路两端电压互感器和电流互感器实际误差的差值，从而摆脱了单个变电站内条件限制，大幅提升数据维度和数据量，实现了基于广域多站链的跨站点互感器计量误差的在线准确监测。解决了现有互感器误差在线监测系统仍然是采集单一变电站内的分析数据，难以对有拓扑关联的对侧站的互感器实现在线监测的技术问题
示例性装置
图7是本发明一示例性实施例提供的跨站点互感器计量误差在线监测装置700的结构示意图。如图7所示，该装置700包括：
站链建立模块710，用于将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联关系的两个变电站及两个变电站共享的输电线路构成单个站链；
群体数据集构建模块720，用于将单个站链等效为双级联π型电路，双级联π型电路中的一个变电站为发送端，另一个变电站为接收端；双级联π型电路两端均装有同步相量测量单元，通过同步相量测量单元采集单个站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建单个站链的数据集；对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集；
第一计算模块730，用于构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，其中站间比值校正系数是一个包含幅值偏差和相角偏差的复数，站间比值校正系数的幅值为幅值校正系数，站间比值校正系数的相位为相角校正系数；
第二计算模块740，用于构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。
本发明的实施例的跨站点互感器计量误差在线监测装置与本发明的另一个实施例的跨站点互感器计量误差在线监测方法相对应，在此不再赘述。
示例性电子设备
图8是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。如图8所示，电子设备80包括一个或多个处理器81和存储器82。
处理器81可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
存储器82可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器81可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本发明的各个实施例的软件程序的方法以及/或者其他期望的功能。在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置83和输出装置84，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。
此外，该输入装置83还可以包括例如键盘、鼠标等等。
该输出装置84可以向外部输出各种信息。该输出装置84可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。
示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质
除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本发明中涉及的器件、系统、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、系统、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
还需要指出的是，在本发明的系统、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种跨站点互感器计量误差在线监测方法，其特征在于，包括：
将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联关系的两个变电站及两个变电站共享的输电线路构成单个站链；
将单个站链等效为双级联π型电路，双级联π型电路中的一个变电站为发送端，另一个变电站为接收端；双级联π型电路两端均装有同步相量测量单元，通过同步相量测量单元采集单个站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建单个站链的数据集；对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集；
构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，其中站间比值校正系数是一个包含幅值偏差和相角偏差的复数，站间比值校正系数的幅值为幅值校正系数，站间比值校正系数的相位为相角校正系数；
构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，包括：
按照环网结构、枢纽站结构、边缘站结构三种典型的变电站网架拓扑关系，将一个第一区域变电站关系网划分为多个第二区域关系网和多条站链，其中第一区域变电站关系网的区域范围大于第二区域关系网的区域范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双级联π型电路发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压、A/B/C三相电流的表达式如下：
；
式中，和/>为发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>为接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>为发送端和接收端的中点电压，为Z输电线路阻抗。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
在将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据之后，针对不同的负载条件进行两组不同的、独立的测量，则发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压、A/B/C三相电流的计算方程式如下：
；
式中，和/>表示第一种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，和/>表示第一种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>、/>、和/>分别为二端口网络的导纳矩阵数值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将双级联π型电路等效为二端口网络后，二端口网络的电压、电流包含跨站点的互感器误差，其中二端口网络的电压、电流均为一次系统数据，二端口网络的电压、电流计算公式为：
；
其中：和/>分别是发送端变电站和接收端变电站的电压站间比值校正系数向量值，/>和/>分别是发送端变电站和接收端变电站的电流站间比值校正系数向量值，/>和/>表示第一种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的发送端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第一种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>和/>表示第二种负载条件的接收端变电站的A/B/C三相电压和A/B/C三相电流，/>、/>、/>和/>分别为二端口网络的导纳矩阵数值；
针对二端口网络的电压、电流进一步化简，得到
；
其中：，由于二端口网络为无源电路，即，/>。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，包括：
通过以下公式计算接收端电压的站间比值校正系数向量值以及接收端电流的站间比值校正系数向量值：
；
；
式中，和/>为跨站点线路两端电压互感器的额定变比，对于同一个线路上这两个值一般相同；/>和/>为两端电压互感器实际误差： />和/>为有拓扑关系的变电站线路两端电流互感器的额定变比，对于同一个线路上这两个值一般相同，/>和/>为两端电流互感器实际误差。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，包括：
计算选定的时间区间内多组接收端的电压互感器误差和电流互感器误差，并绘制二维散点图，其中二维散点图的X坐标为幅值校正系数，Y坐标为相角校正系数；
基于密度空间聚类的估计方法，循环计算二维散点图中所有点两两之间的距离公式，找到距离总和最小的聚类中心点，取聚类中心点的横坐标和纵坐标分别为选定的时间区间的幅值校正系数和相角校正系数的最终值。
8.一种跨站点互感器计量误差在线监测装置，其特征在于，包括：
站链建立模块，用于将有拓扑关联关系的多个变电站构建为群体，建立广域级多站链变电站关系网和多条站链，其中有拓扑关联关系的两个变电站及两个变电站共享的输电线路构成单个站链；
群体数据集构建模块，用于将单个站链等效为双级联π型电路，双级联π型电路中的一个变电站为发送端，另一个变电站为接收端；双级联π型电路两端均装有同步相量测量单元，通过同步相量测量单元采集单个站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建单个站链的数据集；对群体内所有站链进行双级联π型电路等效，并分别采集所有站链的发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据，构建群体数据集；
第一计算模块，用于构建跨站点互感器的误差实时计算模型，将双级联π型电路等效为二端口网络，将不同负载条件下发送端变电站和接收端变电站的A/B/C三相电压数据和三相电流数据作为二端口网络的输入数据，调用误差实时计算模型，计算有拓扑关联关系的两个对侧站的站间比值校正系数，其中站间比值校正系数是一个包含幅值偏差和相角偏差的复数，站间比值校正系数的幅值为幅值校正系数，站间比值校正系数的相位为相角校正系数；
第二计算模块，用于构建跨站点互感器的区间误差估算模型，在选定时间区间内计算得到多组幅值校正系数和相角校正系数，构建跨站点互感器的计量误差数据集，然后调用区间误差估算模型进行计算，得到跨站点互感器的计量误差数据集的最优幅值校正系数数值和最优相角校正系数数值，作为选定时间区间内跨站点互感器计量误差的最终值。
9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述权利要求1-7任一所述的方法。
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