KR20210129453A - Apparatus and method of detecting bad data in power system measurement data - Google Patents

Apparatus and method of detecting bad data in power system measurement data Download PDF

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KR20210129453A
KR20210129453A KR1020200047481A KR20200047481A KR20210129453A KR 20210129453 A KR20210129453 A KR 20210129453A KR 1020200047481 A KR1020200047481 A KR 1020200047481A KR 20200047481 A KR20200047481 A KR 20200047481A KR 20210129453 A KR20210129453 A KR 20210129453A
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김홍래
김병호
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한국전력공사
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for detecting faulty data from power system measurement data, capable of improving the speed of faulty data detection by predicting a value becoming 0 during a matrix calculation procedure, and calculating a scarce inverse matrix excluding a 0 (zero) element of a predicted gain matrix, when detecting faulty data from measurement data measured from a power system using a normalization surplus error test, and a method thereof. In accordance with an embodiment of the present invention, the faulty data detection apparatus includes: a database storing measurement data measured from a power system; and a processor calculating a measurement function and a measurement error using the measurement data, calculating a Jacobian matrix and a gain matrix, predicting a value with an element becoming 0 during a matrix calculation procedure, calculating a scarce inverse matrix of the gain matrix excluding an element having a 0 value among elements of an inverse matrix of the predicted gain matrix, calculating a covariance matrix using the calculated scarce inverse matrix, and detecting faulty data.

Description

전력계통 측정 데이터의 불량 데이터 검출 장치 및 방법{Apparatus and method of detecting bad data in power system measurement data}Apparatus and method of detecting bad data in power system measurement data

본 발명은 전력계통 측정 데이터의 불량 데이터 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전력계통에서 측정한 측정 데이터에서 정규화 잉여 오차 테스트를 이용하여 불량 데이터를 검출 시, 행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 0(zero) 원소를 제외하고 희소 역행렬을 계산하여 불량 데이터 검출 속도를 향상시키는 전력계통 측정 데이터의 불량 데이터 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting defective data of power system measurement data, and more particularly, when detecting defective data using a normalized residual error test in measured data measured in a power system, when the element is 0 in the matrix operation process The present invention relates to an apparatus and method for detecting bad data of power system measurement data, which predicts a value to be obtained, and calculates a sparse inverse matrix by excluding a zero element of a predicted gain matrix to improve a bad data detection speed.

전력계통의 상태추정은 측정 데이터로부터 전력계통의 현재 상태를 나타낼 수 있는 상태변수인 전압의 크기와 위상을 계산하고, 측정 데이터에 포함된 불량 데이터를 제거하여 EMS 내의 다른 응용프로그램에 정확한 데이터베이스를 제공하는 매우 중요한 기능이다.Estimating the state of the power system calculates the magnitude and phase of voltage, which are state variables that can represent the current state of the power system, from the measured data, and removes the bad data included in the measured data to provide an accurate database to other applications within the EMS. It is a very important function to

일반적으로 전력계통으로부터 측정되는 측정 데이터를 이용하여 전력계통의 상태추정이 이루어질 수 있다. 그러나, 측정 데이터에는 여러 가지 요인으로 인해 불량 데이터가 포함될 수 있고, 불량 데이터에 의해 전력계통의 상태추정은 정확하게 이루어지지 않을 수 있다. 이에 따라, 측정 데이터에 포함된 불량 데이터를 판별하고 검출하는 것은 매우 중요하다.In general, the state of the power system can be estimated using the measurement data measured from the power system. However, the measurement data may include bad data due to various factors, and the state estimation of the power system may not be accurately performed due to the bad data. Accordingly, it is very important to determine and detect defective data included in the measurement data.

측정 데이터에 포함된 불량 데이터를 검출하기 위한 방법 중 하나로 정규화 잉여 오차 테스트(Largest normalized residual tset)가 있다. 정규화 잉여 오차 테스트는 불량 데이터를 정확하게 검출할 수 있는 방법 중 하나이나, 1회 동작 시 하나의 불량 데이터만을 검출하므로 측정 데이터에 다수의 불량 데이터가 포함된 경우 많은 연산 시간이 소요된다.One of the methods for detecting defective data included in the measurement data is a normalized residual error test (largest normalized residual tset). The normalized residual error test is one of the methods for accurately detecting bad data, but since it detects only one bad data during one operation, it takes a lot of computation time when the measured data includes a lot of bad data.

특히, 정규화 잉여 오차 테스트의 과정 중 오차를 정규화하는 과정에서 공분산 행렬을 계산하는데, 계통의 크기와 측정 데이터의 수가 증가할수록 공분산 행렬을 계산하는데 더 많은 연산 시간이 소요된다. 이에 따라, 전력계통의 상태추정을 위한 전체 연산 시간이 증가하게 되는 문제가 있다.In particular, the covariance matrix is calculated in the process of normalizing the error during the normalized residual error test. As the size of the system and the number of measurement data increase, more computation time is required to calculate the covariance matrix. Accordingly, there is a problem in that the total calculation time for estimating the state of the power system is increased.

본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전력계통에서 측정한 측정 데이터에서 정규화 잉여 오차 테스트를 이용하여 불량 데이터를 검출 시, 행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 0(zero) 원소를 제외하고 희소 역행렬을 계산하여 불량 데이터 검출 속도를 향상시키는 측정 데이터의 불량 데이터 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problem, and when bad data is detected by using the normalized residual error test in the measured data measured in the power system, the value at which the element becomes 0 is predicted in the matrix operation process, and the predicted gain An object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting bad data of measured data that improve a bad data detection speed by calculating a sparse inverse matrix by excluding zero elements of the matrix.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below or will be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.

앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 장치는 전력계통에서 측정되는 측정 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 측정 데이터를 이용하여 측정함수 및 측정오차를 계산하고, 자코비안 행렬 및 이득 행렬을 계산하고, 행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 역행렬의 원소 중 값이 0인 원소를 제외하고 상기 이득 행렬의 희소 역행렬을 계산하고, 계산된 희소 역행렬을 이용하여 공분산 행렬을 계산하고, 불량 데이터를 검출하는 프로세서를 포함할 수 있다.In order to achieve the above-described object, an apparatus for detecting defective data according to an embodiment of the present invention includes a database for storing measurement data measured in a power system, a measurement function and a measurement error using the measurement data, and a Jacobian matrix and Calculates a gain matrix, predicts a value whose element becomes 0 in the process of matrix operation, excludes an element having a value of 0 among elements of the inverse of the predicted gain matrix, and calculates a sparse inverse of the gain matrix, and calculates the calculated sparseness The processor may include a processor that calculates a covariance matrix using the inverse matrix and detects bad data.

또한, 앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 방법은 전력계통에서 측정되는 측정 데이터를 이용하여 측정함수 및 측정오차를 계산하는 단계와, 자코비안 행렬 및 이득 행렬을 계산하는 단계와, 행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 역행렬의 원소 중 값이 0인 원소를 제외하고 상기 이득 행렬의 희소 역행렬을 계산하는 단계와, 계산된 희소 역행렬을 이용하고, 공분산 행렬을 계산하여 불량 데이터를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the method for detecting bad data according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object includes calculating a measurement function and a measurement error using measurement data measured in a power system, and calculating a Jacobian matrix and a gain matrix predicting a value of which an element becomes 0 in a matrix operation process, and calculating a sparse inverse matrix of the gain matrix by excluding an element having a value of 0 among elements of the inverse matrix of the predicted gain matrix; It may include detecting bad data by using an inverse matrix and calculating a covariance matrix.

본 발명의 실시 예에 따른 전력계통 측정 데이터의 불량 데이터 검출 장치 및 방법은 전력계통에서 측정한 측정 데이터에서 정규화 잉여 오차 테스트를 이용하여 불량 데이터를 검출 시, 행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 0(zero) 원소를 제외하고 희소 역행렬을 계산함으로써 불량 데이터 검출 속도를 향상시킬 수 있다.In the apparatus and method for detecting defective data of power system measurement data according to an embodiment of the present invention, when the defective data is detected using the normalized residual error test in the measured data measured in the electric power system, the element becomes 0 in the matrix operation process. The speed of detecting bad data can be improved by predicting .

또한, 전력계통 상태추정의 실시간 환경 수행을 위한 불량 데이터의 검출 성능 확대로 EMS 내에서 다른 응용프로그램들에 정확한 데이터베이스를 제공하는 역할을 할 수 있다.In addition, it can serve to provide an accurate database to other applications within the EMS by expanding the detection performance of bad data for real-time environment performance of power system state estimation.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly recognized through embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력계통을 측정한 측정 데이터의 불량 데이터 검출 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이득 행렬의 0 원소를 예측하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 정규화 잉여 오차 테스트 방법을 이용한 불량 데이터 검출에 있어서, 공분산 행렬의 연산 속도 비교를 위한 시험 계통의 규모를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 정규화 잉여 오차 테스트 방법을 이용한 불량 데이터 검출을 위한 공분산 행렬의 연산 속도의 비교 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 방법을 나타내는 도면이다.
1 is a diagram showing the configuration of a system for detecting defective data of measured data measured in a power system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an apparatus for detecting bad data according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating prediction of element 0 of a gain matrix according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating the scale of a test system for comparing the operation speed of a covariance matrix in detecting bad data using the normalized residual error test method according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a comparison result of a calculation speed of a covariance matrix for detecting bad data using a normalized residual error test method according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a method for detecting bad data according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar elements throughout the specification.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, they are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력계통을 측정한 측정 데이터의 불량 데이터 검출 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a system for detecting defective data of measured data measured in a power system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력계통을 측정한 측정 데이터의 불량 데이터 검출 시스템(1000)은 전력계통(100) 및 불량 데이터 검출 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a system 1000 for detecting bad data of measured data obtained by measuring a power system according to an embodiment of the present invention may include a power system 100 and an apparatus 200 for detecting bad data.

불량 데이터 검출 장치(200)는 센서, PMU(phasor measurement unit), FRTU(feeder remote terminal unit) 등에 의해 전력계통(100)에서 측정되는 측정 데이터를 수집하고, 저장할 수 있다. 불량 데이터 검출 장치(200)는 전력계통(100)에서 측정되는 측정 데이터에 포함된 불량 데이터를 검출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 장치(200)는 정규화 잉여 오차 테스트(largest normalized residual test)를 이용하여 불량 데이터를 검출할 수 있다. 정규화 잉여 오차 테스트는 불량 데이터의 검출을 위해 동작 시, 하나의 불량 데이터만을 검출하므로 불량 데이터가 검출되지 않을 때까지 정규화 잉여 오차 테스트를 여러 번 수행하여야 한다. 이에 따라, 모든 불량 데이터를 검출하기 위해서는 많이 시간이 소요될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따르면 정규화 잉여 오차 테스트의 일 과정 중 이득행렬의 역행렬을 계산하는 과정에서 이득 행렬의 원소 중 0인 원소를 예상하고, 예상된 원소를 제외하고 이득 행렬의 역행렬을 계산할 수 있다. 이로 인해, 불량 데이터의 검출 시간이 감소될 수 있다.The bad data detection apparatus 200 may collect and store measurement data measured in the power system 100 by a sensor, a phasor measurement unit (PMU), a feeder remote terminal unit (FRTU), or the like. The bad data detection apparatus 200 may detect bad data included in the measurement data measured by the power system 100 . The bad data detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may detect bad data using a largest normalized residual test. When the normalized residual error test operates to detect bad data, only one bad data is detected, so the normalized residual error test must be performed several times until bad data is not detected. Accordingly, it may take a lot of time to detect all bad data. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, in the process of calculating the inverse matrix of the gain matrix during one process of the normalized residual error test, the element 0 among the elements of the gain matrix is predicted, and the inverse of the gain matrix is excluded from the expected element. can be calculated Due to this, the detection time of bad data may be reduced.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 장치를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an apparatus for detecting bad data according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 장치(200)는 데이터베이스(210) 및 프로세서(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , an apparatus 200 for detecting bad data according to an embodiment of the present invention may include a database 210 and a processor 220 .

데이터베이스(210)는 전력계통(100)에서 측정된 측정 데이터를 저장할 수 있다. The database 210 may store measurement data measured in the power system 100 .

프로세서(220)는 정규화 잉여 오차 테스트를 이용하여 데이터베이스(210)에 저장된 측정 데이터 중 불량 데이터를 검출할 수 있다.The processor 220 may detect defective data among the measurement data stored in the database 210 by using the normalized residual error test.

구체적으로, 프로세서(220)는 정규화 잉여 오차 테스트를 수행하기 위해 측정함수 및 측정오차를 계산할 수 있다. 프로세서(220)는 전력계통(100)의 상태추정에 있어 선형화된 상태변수와 측정 데이터 사이의 관계식을 수학식 1을 통해 계산할 수 있다.Specifically, the processor 220 may calculate a measurement function and a measurement error to perform the normalized residual error test. The processor 220 may calculate a relational expression between the linearized state variable and the measured data in the state estimation of the power system 100 through Equation 1 .

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
는 선형화된 측정 데이터의 벡터이고,
Figure pat00003
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00004
는 선형화된 상태변수이고,
Figure pat00005
는 측정 에러를 나타낼 수 있다. 상기 수학식 1은 데이터베이스(210)에 저장되어 있을 수 있고, 프로세서(220)는 선형화된 상태변수와 측정 데이터 사이의 관계식을 계산하기 위해 데이터베이스(210)로부터 수학식 1을 리드하고, 리드된 수학식 1을 통해 선형화된 상태변수와 측정 데이터 사이의 관계식을 계산할 수 있다.here,
Figure pat00002
is a vector of linearized measurement data,
Figure pat00003
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00004
is a linearized state variable,
Figure pat00005
may indicate a measurement error. Equation 1 may be stored in the database 210, and the processor 220 reads Equation 1 from the database 210 to calculate a relational expression between the linearized state variable and the measured data, and the read math Through Equation 1, the relational expression between the linearized state variable and the measured data can be calculated.

프로세서(220)는 가중 최소제곱법을 적용하여 상태변수를 추정할 수 있다. 가중 최소제곱법은 선형회귀 분석에서 등분산성이 만족하지 않는 경우, 즉, 잔차의 분산이 일정하다는 최소 제곱법 가정이 어긋나는 경우 올바른 가중치를 사용하여 가중된 잔차 제곱합을 최소화함으로써 분산이 일정한 잔차를 생성하는 것일 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 2를 통해 상태변수를 추정할 수 있다.The processor 220 may estimate the state variable by applying the weighted least squares method. The weighted least squares method generates residuals with constant variance by minimizing the weighted sum of squares by using the correct weights when equal variance is not satisfied in linear regression analysis, that is, when the least squares assumption that the variance of the residuals is constant is violated. may be doing The processor 220 may estimate the state variable through Equation (2).

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서,

Figure pat00007
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00008
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00009
은 측정 데이터의 분산 행렬이고,
Figure pat00010
는 측정 데이터와 측정함수의 오차일 수 있다. 상기 수학식 2는 데이터베이스(210)에 저장되어 있을 수 있고, 프로세서(220)는 상태변수를 추정하기 위해 데이터베이스(210)로부터 수학식 2를 리드하고, 리드된 수학식 2를 통해 상태변수를 추정할 수 있다.here,
Figure pat00007
is the estimated state variable,
Figure pat00008
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00009
is the variance matrix of the measurement data,
Figure pat00010
may be an error between the measurement data and the measurement function. Equation 2 may be stored in the database 210, and the processor 220 reads Equation 2 from the database 210 to estimate the state variable, and estimates the state variable through the read Equation 2 can do.

또한, 프로세서(220)는 추정된 상태변수를 통해 측정 데이터의 벡터를 추정할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 3을 통해 측정 데이터의 벡터를 추정할 수 있다.Also, the processor 220 may estimate a vector of measurement data through the estimated state variable. The processor 220 may estimate the vector of the measurement data through Equation (3).

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서,

Figure pat00012
는 추정된 측정 데이터의 벡터 또는 추정된 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00013
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00014
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00015
는 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00016
Figure pat00017
일 수 있다. 상기 수학식 3은 데이터베이스(210)에 저장되어 있을 수 있고, 프로세서(220)는 측정 데이터를 추정하기 위해 데이터베이스(210)로부터 수학식 3을 리드하고, 리드된 수학식 3을 통해 측정 데이터를 추정할 수 있다.here,
Figure pat00012
is the vector of the estimated measurement data or the error between the estimated measurement data and the measurement function,
Figure pat00013
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00014
is the estimated state variable,
Figure pat00015
is the error between the measurement data and the measurement function,
Figure pat00016
Is
Figure pat00017
can be Equation 3 may be stored in the database 210, and the processor 220 reads Equation 3 from the database 210 to estimate the measurement data, and estimates the measurement data through the read Equation 3 can do.

또한, 프로세서(220)는 수학식 4를 통해 측정 오차를 계산할 수 있다.Also, the processor 220 may calculate a measurement error through Equation (4).

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00018
Figure pat00018

여기서,

Figure pat00019
은 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차이고,
Figure pat00020
Figure pat00021
일 수 있다. 즉,
Figure pat00022
는 측정 에러에 대한 측정 오차의 민감도를 나타내는 오차 민감도 행렬일 수 있다.here,
Figure pat00019
is the measurement error between the measurement data and the estimated measurement data,
Figure pat00020
Is
Figure pat00021
can be in other words,
Figure pat00022
may be an error sensitivity matrix indicating the sensitivity of the measurement error to the measurement error.

또한, 프로세서(220)는 수학식 5를 통해 공분산 행렬을 계산할 수 있다. Also, the processor 220 may calculate the covariance matrix through Equation 5.

예컨대, 공분산 행렬은 2 이상의 변량들에서 다수의 변량 값들 간의 공분산 또는 상관계수들을 행렬로 표현한 것일 수 있다.For example, the covariance matrix may be a matrix expressing covariance or correlation coefficients between a plurality of variable values in two or more variables.

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00023
Figure pat00023

여기서,

Figure pat00024
은 공분산 행렬일 수 있다.here,
Figure pat00024
may be a covariance matrix.

한편, 정규화 잉여 오차 테스트의 연산 속도는 측정 오차의 정규화를 수행할 때 계산되어야 하는 공분산 행렬의 계산에 소모되는 시간에 따라 결정될 수 있다. 공분산 행렬을 계산하는 수학식 5는 수학식 6과 같을 수 있다.Meanwhile, the operation speed of the normalized residual error test may be determined according to the time consumed in the calculation of the covariance matrix to be calculated when normalizing the measurement error. Equation 5 for calculating the covariance matrix may be the same as Equation 6.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00025
Figure pat00025

여기서,

Figure pat00026
는 이득 행렬로,
Figure pat00027
일 수 있다.
Figure pat00028
는 대칭 행렬일 수 있고, 각 행의 원소가 0이 아닌 원소의 개소가 극히 적은 희소 행렬일 수 있다. 일반적으로 희소 행렬의 역행렬은 모든 원소가 0이 아닌 원소를 가지는 밀도 행렬이 될 수 있다. 이에 따라, 수학식 6을 이용하여 공분산 행렬을 계산하는 경우, 희소 행렬의 역행렬을 계산하는 데 많은 시간이 소요될 수 있다.here,
Figure pat00026
is the gain matrix,
Figure pat00027
can be
Figure pat00028
may be a symmetric matrix, and may be a sparse matrix in which the number of non-zero elements in each row is extremely small. In general, the inverse of a sparse matrix can be a density matrix in which every element has a non-zero element. Accordingly, when calculating the covariance matrix using Equation 6, it may take a lot of time to calculate the inverse of the sparse matrix.

본 발명의 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 자코비안 행렬(

Figure pat00029
)과, 이득 행렬(
Figure pat00030
)의 희소성을 이용하여 이득 행렬의 역행렬을 계산하기 위해 이득 행렬의 역행렬에서 0인 원소를 예측하고, 예측된 원소를 제외하고 희소 행렬의 역행렬을 계산함으로써 희소 행렬의 역행렬을 더 빠른 시간 내에 계산하도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the processor 220 is a Jacobian matrix (
Figure pat00029
) and the gain matrix (
Figure pat00030
) to calculate the inverse of the sparse matrix in a faster time by predicting the zero element in the inverse of the gain matrix and calculating the inverse of the sparse matrix by excluding the predicted element to calculate the inverse of the gain matrix using the sparsity of can do.

즉, 프로세서(220)는 공분산 행렬의 원소를 계산하기 위해 이득 행렬의 역행렬에 대한 모든 원소를 계산할 필요가 없다. 즉, 프로세서(220)는 이득 행렬의 역행렬의 원소 위치는

Figure pat00031
를 계산한 결과 0이 아닌 원소를 가지는 위치만을 선택하여 계산할 수 있다. 이득 행렬의 역행렬에서 0이 아닌 원소를 가지는 위치는 이득 행렬에서 0이 아닌 원소를 가지는 위치와 동일한 위치일 수 있다. 이에 따라, 전력계통(100)의 상태추정 연산 과정에서 메모리의 소모를 감소하고, 연산속도의 향상을 위해 2차원 희소 행렬을 1차원의 벡터로 표현하여 저장되어 있으므로 벡터화를 따로 수행하지 않아도 될 수 있다. That is, the processor 220 does not need to calculate all the elements of the inverse of the gain matrix in order to calculate the elements of the covariance matrix. That is, the processor 220 determines that the element position of the inverse of the gain matrix is
Figure pat00031
As a result of calculating , it can be calculated by selecting only positions that have non-zero elements. A position having a non-zero element in the inverse of the gain matrix may be the same position as a position having a non-zero element in the gain matrix. Accordingly, since the two-dimensional sparse matrix is expressed and stored as a one-dimensional vector in order to reduce memory consumption in the state estimation operation process of the power system 100 and improve the operation speed, it is not necessary to separately perform vectorization. have.

정규화 잉여 오차 테스트를 수행하기 위해서는 공분산 행렬(

Figure pat00032
)의 대각선의 원소만이 필요할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(220)는 수학식 6을 기초로 공분산 행렬의 대각선의 원소를 추출할 수 있다. 즉, 프로세서(220)는 수학식 7을 통해 공분산 행렬의 원소를 계산할 수 있다.To perform the normalized residual error test, the covariance matrix (
Figure pat00032
) may only be needed on the diagonal of Accordingly, the processor 220 may extract the diagonal element of the covariance matrix based on Equation (6). That is, the processor 220 may calculate the elements of the covariance matrix through Equation (7).

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00033
Figure pat00034

여기서, m은 측정 데이터의 수이고, n은 상태변수의 개수,

Figure pat00035
,
Figure pat00036
는 자코비안 행렬에서 0이 아닌(non-zero) 원소이고,
Figure pat00037
는 이득 행렬의 역행렬의 원소일 수 있다.where m is the number of measured data, n is the number of state variables,
Figure pat00035
,
Figure pat00036
is a non-zero element in the Jacobian matrix,
Figure pat00037
may be an element of the inverse of the gain matrix.

프로세서(220)는 공분산 행렬을 이용하여 측정 데이터 셋에 포함된 불량 데이터를 검출할 수 있다.The processor 220 may detect bad data included in the measurement data set by using the covariance matrix.

프로세서(220)는 전력계통(100)의 상태추정 후, 각 측정 데이터 및 추정된 상태변수를 이용하여 계산된 측정 함수 사이의 측정 오차 벡터를 계산할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 8을 통해 측정 오차 벡터를 계산할 수 있다.After estimating the state of the power system 100 , the processor 220 may calculate a measurement error vector between each measurement data and a measurement function calculated using the estimated state variable. The processor 220 may calculate a measurement error vector through Equation (8).

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00038
Figure pat00038

여기서,

Figure pat00039
는 i번째 측정 데이터와 측정 함수 사이의 측정 오차이고,
Figure pat00040
는 i번째 측정 데이터이고,
Figure pat00041
는 i번째 측정 데이터의 측정 함수이고,
Figure pat00042
는 추정된 상태변수 벡터일 수 있다.here,
Figure pat00039
is the measurement error between the i-th measurement data and the measurement function,
Figure pat00040
is the i-th measurement data,
Figure pat00041
is the measurement function of the i-th measurement data,
Figure pat00042
may be an estimated state variable vector.

프로세서(220)는 계산된 측정 오차에 대하여 정규화를 수행할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 9를 통해 측정 오차의 정규화를 수행할 수 있다.The processor 220 may perform normalization on the calculated measurement error. The processor 220 may normalize the measurement error through Equation (9).

[수학식 9][Equation 9]

Figure pat00043
Figure pat00043

여기서,

Figure pat00044
는 정규화된 측정 오차이고,
Figure pat00045
는 i번째 측정 데이터에 대한 공분산일 수 있다.here,
Figure pat00044
is the normalized measurement error,
Figure pat00045
may be a covariance with respect to the i-th measurement data.

프로세서(220)는 정규화된 측정 오차 값이 일정 크기 이상인 경우, 해당 데이터셋에 불량 데이터가 포함된 것으로 판단하고, 해당 측정 오차 값을 가지는 데이터를 불량 데이터로 판단하여 제거할 수 있다.When the normalized measurement error value is greater than or equal to a certain size, the processor 220 may determine that the data set includes bad data, and may determine that the data having the measurement error value is bad data and remove it.

예컨대, 프로세서(220)는 정규화된 측정 오차 값 중

Figure pat00046
를 만족하는 측정 데이터가 있을 경우 불량 데이터가 측정 데이터 셋에 포함된 것이므로, 측정 데이터 셋에서 k번째 측정 데이터를 제거할 수 있다.For example, the processor 220 may select one of the normalized measurement error values.
Figure pat00046
If there is measurement data that satisfies , the k-th measurement data can be removed from the measurement data set because the bad data is included in the measurement data set.

한편, 프로세서(220)는 정규화된 측정 오차 값 중

Figure pat00047
를 만족하는 측정 데이터가 없을 경우 불량 데이터가 측정 데이터 셋에 포함되지 않은 것이므로, 불량 데이터 처리를 종료할 수 있다.On the other hand, the processor 220 of the normalized measurement error value
Figure pat00047
When there is no measurement data that satisfies , since the bad data is not included in the measurement data set, the processing of the bad data can be terminated.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자코비안 행렬의 희소성을 이용하여 이득 행렬의 역행렬 계산시, 0 원소를 예측하는 것을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating prediction of element 0 when calculating an inverse of a gain matrix using the sparsity of a Jacobian matrix according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 프로세서(220)는 자코비안 행렬(

Figure pat00048
)과, 이득 행렬(
Figure pat00049
)의 희소성을 이용하여 이득 행렬의 역행렬 계산에서 계산할 필요가 없는 0인 원소를 예측할 수 있다. 프로세서(220)는 0인 것으로 예측된 원소를 제외하고 희소 행렬의 역행렬을 계산할 수 있다.3, the processor 220 is a Jacobian matrix (
Figure pat00048
) and the gain matrix (
Figure pat00049
) can be used to predict elements that are zero, which do not need to be calculated in the inverse of the gain matrix. The processor 220 may calculate the inverse of the sparse matrix by excluding the element predicted to be zero.

예컨대, 프로세서(220)는 측정 데이터가 6개이고, 상태변수가 3개인 전력계통(100)에 대한 자코비안 행렬(

Figure pat00050
)에서
Figure pat00051
를 계산한 결과 0이 아닌 원소를 가지는 위치를 선택할 수 있다. 여기서, 자코비안 행렬의 0이 아닌 원소는 행렬의 원소 기호
Figure pat00052
로 나타낼 수 있다.For example, the processor 220 has six measurement data and three state variables in the Jacobian matrix (
Figure pat00050
)at
Figure pat00051
As a result of calculating , a position with a non-zero element can be selected. where the nonzero element of the Jacobian matrix is the element symbol of the matrix
Figure pat00052
can be expressed as

프로세서(220)는 수학식 7을 통해 공분산 행렬의 원소를 계산할 수 있다.The processor 220 may calculate the elements of the covariance matrix through Equation (7).

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00053
Figure pat00054

여기서, m은 측정 데이터의 수이고, n은 상태변수의 개수,

Figure pat00055
,
Figure pat00056
는 자코비안 행렬에서 0이 아닌(non-zero) 원소이고,
Figure pat00057
는 이득 행렬의 역행렬의 원소일 수 있다.where m is the number of measured data, n is the number of state variables,
Figure pat00055
,
Figure pat00056
is a non-zero element in the Jacobian matrix,
Figure pat00057
may be an element of the inverse of the gain matrix.

프로세서(220)는

Figure pat00058
를 계산한 결과 이득 행렬의 역행렬 계산에서 0이 아닌 원소를 가지는 위치만을 선택하여 이득 행렬의 희소 역행렬의 원소 위치를 선택할 수 있다. 이득 행렬의 역행렬에서 0이 아닌 원소를 가지는 위치는 이득 행렬에서 0이 아닌 원소를 가지는 위치와 동일한 위치일 수 있다.The processor 220
Figure pat00058
As a result of calculating , it is possible to select the element position of the sparse inverse matrix of the gain matrix by selecting only positions having non-zero elements in the inverse matrix calculation of the gain matrix. A position having a non-zero element in the inverse of the gain matrix may be the same position as a position having a non-zero element in the gain matrix.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 정규화 잉여 오차 테스트 방법을 이용한 불량 데이터 검출에 있어서, 공분산 행렬의 연산 속도 비교를 위한 시험 계통의 규모를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating the scale of a test system for comparing the operation speed of a covariance matrix in detecting bad data using the normalized residual error test method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 이득 행렬의 역행렬을 계산 시, 계산할 필요가 없는 0인 원소를 가지는 위치를 예측하고, 예측된 위치의 원소를 제외하고, 다른 원소들만을 이용하여 역행렬을 계산할 때의 연산 속도의 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4 , when calculating the inverse matrix of the gain matrix according to an embodiment of the present invention, a position having an element of 0 that does not need to be calculated is predicted, and only other elements are used except for the element at the predicted position. You can check the operation speed when calculating the inverse matrix.

본 발명의 실시 예에 따라 이득 행렬의 역행렬 계산 시, 0인 원소를 제외하고, 다른 원소만을 이용하여 역행렬을 계산할 때, 계통의 규모에 따른 불량 데이터 검출을 위한 공분산 행렬 연산 시간을 비교하기 위해 다양한 크기의 시험계통을 사용할 수 있다.When calculating the inverse matrix of the gain matrix according to an embodiment of the present invention, when calculating the inverse matrix using only other elements, excluding the zero element, to compare the covariance matrix operation time for detecting bad data according to the scale A test system of any size may be used.

예컨대, 제1계통(IEEE 14)을 이용하여 역행렬을 계산하는 경우, 시험계통은 14개의 모선, 20개의 선로로 구성되고, 측정 데이터는 총 82개가 사용될 수 있다. 여기서, 시험계통의 측정 데이터는 조류계산을 통해 계산된 모든 모선의 전압 크기와 주입 전력 및 선로 조류전력일 수 있다. 시험계통의 상태변수는 총 27개이며, 연산 과정에서 사용되는 자코비안 행렬은 크기가 82×27 차원의 행렬, 이득 행렬은 크기가 27×27 차원의 행렬, 공분산 행렬은 크기가 82×82 차원의 행렬일 수 있다. For example, when calculating the inverse matrix using the first system (IEEE 14), the test system consists of 14 busbars and 20 lines, and a total of 82 measurement data can be used. Here, the measurement data of the test system may be the voltage magnitude and injection power of all busbars calculated through the tidal current calculation, and the line tidal current power. There are a total of 27 state variables in the test system. The Jacobian matrix used in the calculation process has a size of 82×27 dimensions, the gain matrix has a size of 27×27 dimensions, and the covariance matrix has a size of 82×82 dimensions. may be a matrix of

또한, 제2계통(IEEE 30)을 이용하여 역행렬을 계산하는 경우, 시험계통은 30개의 모선, 41개의 선로로 구성되고, 측정 데이터는 총 172개가 사용될 수 있다. 여기서, 시험계통의 측정 데이터는 조류계산을 통해 계산된 모든 모선의 전압 크기와 주입 전력 및 선로 조류전력일 수 있다. 시험계통의 상태변수는 총 81개이며, 연산 과정에서 사용되는 자코비안 행렬은 크기가 172×81 차원의 행렬, 이득 행렬은 크기가 81×81 차원의 행렬, 공분산 행렬은 크기가 172×172 차원의 행렬일 수 있다. In addition, when calculating the inverse matrix using the second system (IEEE 30), the test system consists of 30 busbars and 41 lines, and a total of 172 measurement data can be used. Here, the measurement data of the test system may be the voltage magnitude and injection power of all busbars calculated through the tidal current calculation, and the line tidal current power. There are a total of 81 state variables in the test system. The Jacobian matrix used in the calculation process has a size of 172×81, the gain matrix has a size of 81×81, and the covariance matrix has a size of 172×172. may be a matrix of

또한, 제3계통(IEEE 57)을 이용하여 역행렬을 계산하는 경우, 시험계통은 57개의 모선, 80개의 선로로 구성되고, 측정 데이터는 총 331개가 사용될 수 있다. 여기서, 시험계통의 측정 데이터는 조류계산을 통해 계산된 모든 모선의 전압 크기와 주입 전력 및 선로 조류전력일 수 있다. 시험계통의 상태변수는 총 113개이며, 연산 과정에서 사용되는 자코비안 행렬은 크기가 331×113 차원의 행렬, 이득 행렬은 크기가 113×113 차원의 행렬, 공분산 행렬은 크기가 331×331 차원의 행렬일 수 있다. In addition, when calculating the inverse matrix using the third system (IEEE 57), the test system consists of 57 busbars and 80 lines, and a total of 331 measurement data can be used. Here, the measurement data of the test system may be the voltage magnitude and injection power of all busbars calculated through the tidal current calculation, and the line tidal current power. There are a total of 113 state variables in the test system. The Jacobian matrix used in the calculation process has a size of 331×113 dimensions, the gain matrix has a size of 113×113 dimensions, and the covariance matrix has a size of 331×331 dimensions. may be a matrix of

또한, 제4계통(IEEE 118)을 이용하여 역행렬을 계산하는 경우, 시험계통은 118개의 모선, 186개의 선로로 구성되고, 측정 데이터는 총 726개가 사용될 수 있다. 여기서, 시험계통의 측정 데이터는 조류계산을 통해 계산된 모든 모선의 전압 크기와 주입 전력 및 선로 조류전력일 수 있다. 시험계통의 상태변수는 총 235개이며, 연산 과정에서 사용되는 자코비안 행렬은 크기가 726×235 차원의 행렬, 이득 행렬은 크기가 235×235 차원의 행렬, 공분산 행렬은 크기가 726×726 차원의 행렬일 수 있다. In addition, when calculating the inverse matrix using the fourth system (IEEE 118), the test system consists of 118 busbars and 186 lines, and a total of 726 measurement data can be used. Here, the measurement data of the test system may be the voltage magnitude and injection power of all busbars calculated through the tidal current calculation, and the line tidal current power. There are a total of 235 state variables in the test system. The Jacobian matrix used in the calculation process has a size of 726×235, the gain matrix has a size of 235×235, and the covariance matrix has a size of 726×726. may be a matrix of

또한, 제5계통(IEEE 300)을 이용하여 역행렬을 계산하는 경우, 시험계통은 300개의 모선, 411개의 선로로 구성되고, 측정 데이터는 총 1,722개가 사용될 수 있다. 여기서, 시험계통의 측정 데이터는 조류계산을 통해 계산된 모든 모선의 전압 크기와 주입 전력 및 선로 조류전력일 수 있다. 시험계통의 상태변수는 총 599개이며, 연산 과정에서 사용되는 자코비안 행렬은 크기가 1722×599 차원의 행렬, 이득 행렬은 크기가 599×599 차원의 행렬, 공분산 행렬은 크기가 1722×1722 차원의 행렬일 수 있다. In addition, when calculating the inverse matrix using the fifth system (IEEE 300), the test system consists of 300 busbars and 411 lines, and a total of 1,722 measurement data can be used. Here, the measurement data of the test system may be the voltage magnitude and injection power of all busbars calculated through the tidal current calculation, and the line tidal current power. There are a total of 599 state variables in the test system. The Jacobian matrix used in the calculation process has a size of 1722×599, the gain matrix has a size of 599×599, and the covariance matrix has a size of 1722×1722. may be a matrix of

또한, 제6계통(KEPCO 2191)을 이용하여 역행렬을 계산하는 경우, 시험계통은 2,191개의 모선, 3,563개의 선로로 구성되고, 측정 데이터는 총 13,699개가 사용될 수 있다. 여기서, 시험계통의 측정 데이터는 조류계산을 통해 계산된 모든 모선의 전압 크기와 주입 전력 및 선로 조류전력일 수 있다. 시험계통의 상태변수는 총 4,381개이며, 연산 과정에서 사용되는 자코비안 행렬은 크기가 13,699×4,381 차원의 행렬, 이득 행렬은 크기가 4,381×4,381 차원의 행렬, 공분산 행렬은 크기가 13,699×13,699 차원의 행렬일 수 있다. In addition, when calculating the inverse matrix using the 6th system (KEPCO 2191), the test system consists of 2,191 busbars and 3,563 lines, and a total of 13,699 measured data can be used. Here, the measurement data of the test system may be the voltage magnitude and injection power of all busbars calculated through the tidal current calculation, and the line tidal current power. There are a total of 4,381 state variables in the test system. The Jacobian matrix used in the calculation process has a size of 13,699×4,381 dimensions, the gain matrix has a size of 4,381×4,381 dimensions, and the covariance matrix has a size of 13,699×13,699 dimensions. may be a matrix of

이에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따라 계통 규모의 증가에 따라 이득 행렬의 역행렬 계산에서 0인 원소를 제외하고, 다른 원소들만을 이용하여 역행렬을 계산할 때의 연산 속도를 확인할 수 있다. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, it is possible to check the operation speed when calculating the inverse matrix by using only other elements except for the element 0 in the inverse matrix calculation of the gain matrix as the system scale increases.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 정규화 잉여 오차 테스트 방법을 이용한 불량 데이터 검출을 위한 공분산 행렬의 연산 속도의 비교 결과를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a comparison result of a calculation speed of a covariance matrix for detecting bad data using a normalized residual error test method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, (a)는 본 발명의 실시 예에 따라 공분산 행렬을 연산했을 때의 연산 수행 시간을 나타내고, (b)는 종래의 기술을 통해 공분산 행렬을 연산했을 때의 연산 수행 시간을 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 5 , (a) shows the operation execution time when the covariance matrix is calculated according to an embodiment of the present invention, and (b) is the operation execution time when the covariance matrix is calculated through the conventional technique. can indicate

종래의 기술은 전진/후진 대입법을 이용하여 정규화 잉여 오차 테스트를 수행하는 것일 수 있다. 또한, x축의 경우 계통의 크기를 나타낼 수 있고, y축의 경우 시간(초)을 나타낼 수 있다.A conventional technique may be to perform a normalized residual error test using forward/backward substitution. In addition, the x-axis may represent the size of the system, and the y-axis may represent time (seconds).

본 발명의 실시 예에 따라 공분산 행렬을 연산하는 경우, 공분산 행렬을 연산 시 이득 행렬의 역행렬 계산시 계산이 필요 없는 0인 원소를 예측하고, 예측된 원소를 제외하고 연산을 수행함으로써, 전진/후진 대입법을 이용하여 정규화 잉여 오차 테스트를 수행하는 것보다 연산 시간이 감소될 수 있다. 또한, 계통의 크기가 더 커질수록 불량 데이터를 검출하는 연산 시간의 차이는 점점 더 커질 수 있다.When calculating the covariance matrix according to an embodiment of the present invention, when calculating the covariance matrix, when calculating the inverse of the gain matrix, predicting an element of 0 that does not need calculation, and performing the operation except for the predicted element, forward/backward The computation time can be reduced compared to performing the normalized residual error test using the substitution method. In addition, as the size of the system increases, the difference in the calculation time for detecting bad data may gradually increase.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 불량 데이터 검출 방법을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a method for detecting bad data according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 프로세서(220)는 전력계통(100)으로부터 수집되는 측정 데이터를 기초로 측정함수 및 측정오차를 계산할 수 있다(S100).Referring to FIG. 6 , the processor 220 may calculate a measurement function and a measurement error based on the measurement data collected from the power system 100 ( S100 ).

프로세서(220)는 전력계통(100)의 상태추정에 있어 선형화된 상태변수와 측정 데이터 사이의 관계식을 수학식 1을 통해 계산할 수 있다.The processor 220 may calculate a relational expression between the linearized state variable and the measured data in the state estimation of the power system 100 through Equation 1 .

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00059
Figure pat00059

여기서,

Figure pat00060
는 선형화된 측정 데이터의 벡터이고,
Figure pat00061
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00062
는 선형화된 상태변수이고,
Figure pat00063
는 측정 에러를 나타낼 수 있다. here,
Figure pat00060
is a vector of linearized measurement data,
Figure pat00061
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00062
is a linearized state variable,
Figure pat00063
may indicate a measurement error.

프로세서(220)는 가중 최소제곱법을 적용하여 상태변수를 추정할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 2를 통해 상태변수를 추정할 수 있다.The processor 220 may estimate the state variable by applying the weighted least squares method. The processor 220 may estimate the state variable through Equation (2).

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00064
Figure pat00064

여기서,

Figure pat00065
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00066
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00067
은 측정 데이터의 분산 행렬이고,
Figure pat00068
는 측정 데이터와 측정함수의 오차일 수 있다.here,
Figure pat00065
is the estimated state variable,
Figure pat00066
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00067
is the variance matrix of the measurement data,
Figure pat00068
may be an error between the measurement data and the measurement function.

프로세서(220)는 추정된 상태변수를 통해 측정 데이터의 벡터를 추정할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 3을 통해 측정 데이터의 벡터를 추정할 수 있다.The processor 220 may estimate a vector of measurement data through the estimated state variable. The processor 220 may estimate the vector of the measurement data through Equation (3).

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00069
Figure pat00069

여기서,

Figure pat00070
는 추정된 측정 데이터의 벡터 또는 추정된 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00071
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00072
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00073
는 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00074
Figure pat00075
일 수 있다.here,
Figure pat00070
is the vector of the estimated measurement data or the error between the estimated measurement data and the measurement function,
Figure pat00071
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00072
is the estimated state variable,
Figure pat00073
is the error between the measurement data and the measurement function,
Figure pat00074
Is
Figure pat00075
can be

프로세서(220)는 수학식 4를 통해 측정 오차를 계산할 수 있다.The processor 220 may calculate a measurement error through Equation (4).

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00076
Figure pat00076

여기서,

Figure pat00077
은 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차이고,
Figure pat00078
Figure pat00079
일 수 있다. 즉,
Figure pat00080
는 측정 에러에 대한 측정 오차의 민감도를 나타내는 오차 민감도 행렬일 수 있다.here,
Figure pat00077
is the measurement error between the measurement data and the estimated measurement data,
Figure pat00078
Is
Figure pat00079
can be in other words,
Figure pat00080
may be an error sensitivity matrix indicating the sensitivity of the measurement error to the measurement error.

프로세서(220)는 이득 행렬의 역행렬을 계산하기 위해 이득 행렬의 역행렬에서 0인 원소를 예측하고, 예측된 0인 원소를 제외하고 이득 행렬의 역행렬을 계산할 수 있다(S200). 프로세서(220)는 프로세서(220)는 이득 행렬의 역행렬의 원소 위치는

Figure pat00081
를 계산한 결과 0이 아닌 원소를 가지는 위치만을 선택하여 계산할 수 있다. 이득 행렬의 역행렬에서 0이 아닌 원소를 가지는 위치는 이득 행렬에서 0이 아닌 원소를 가지는 위치와 동일한 위치일 수 있다. The processor 220 may predict an element of 0 in the inverse of the gain matrix to calculate the inverse of the gain matrix, and may calculate the inverse of the gain matrix by excluding the predicted element of 0 ( S200 ). The processor 220 is the processor 220 is the element position of the inverse of the gain matrix is
Figure pat00081
As a result of calculating , it can be calculated by selecting only positions that have non-zero elements. A position having a non-zero element in the inverse of the gain matrix may be the same position as a position having a non-zero element in the gain matrix.

프로세서(220)는 자코비안 행렬(

Figure pat00082
)과, 이득 행렬(
Figure pat00083
)의 희소성을 이용하여 이득 행렬의 역행렬을 계산하기 위해 이득 행렬의 역행렬에서 0인 원소를 예측하고, 예측된 원소를 제외하고 희소 행렬의 역행렬을 계산함으로써 희소 행렬의 역행렬을 더 빠른 시간 내에 계산하도록 할 수 있다.The processor 220 is a Jacobian matrix (
Figure pat00082
) and the gain matrix (
Figure pat00083
) to calculate the inverse of the sparse matrix in a faster time by predicting the zero element in the inverse of the gain matrix and calculating the inverse of the sparse matrix by excluding the predicted element to calculate the inverse of the gain matrix using the sparsity of can do.

프로세서(220)는 측정 데이터의 공분산 행렬을 계산할 수 있다(S300). 프로세서(220)는 공분산 행렬을 이용하여 측정 데이터 셋에 포함된 불량 데이터를 검출할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 8을 통해 공분산 행렬을 계산할 수 있다.The processor 220 may calculate a covariance matrix of the measurement data ( S300 ). The processor 220 may detect bad data included in the measurement data set by using the covariance matrix. The processor 220 may calculate the covariance matrix through Equation (8).

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00084
Figure pat00084

여기서,

Figure pat00085
는 이득 행렬로,
Figure pat00086
일 수 있다.
Figure pat00087
는 대칭 행렬일 수 있고, 각 행의 원소가 0이 아닌 원소의 개소가 극히 적은 희소 행렬일 수 있다. 일 수 있다. here,
Figure pat00085
is the gain matrix,
Figure pat00086
can be
Figure pat00087
may be a symmetric matrix, and may be a sparse matrix in which the number of non-zero elements in each row is extremely small. can be

정규화 잉여 오차 테스트를 수행하기 위해서는 공분산 행렬(

Figure pat00088
)의 대각선의 원소만이 필요할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(220)는 수학식 9를 통해 공분산 행렬의 원소를 계산할 수 있다.To perform the normalized residual error test, the covariance matrix (
Figure pat00088
) may only be needed on the diagonal of Accordingly, the processor 220 may calculate the elements of the covariance matrix through Equation (9).

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00089
Figure pat00090
Figure pat00089
Figure pat00090

여기서, m은 측정 데이터의 수이고, n은 상태변수의 개수,

Figure pat00091
,
Figure pat00092
는 자코비안 행렬에서 0이 아닌(non-zero) 원소이고,
Figure pat00093
는 이득 행렬의 역행렬의 원소일 수 있다.where m is the number of measured data, n is the number of state variables,
Figure pat00091
,
Figure pat00092
is a non-zero element in the Jacobian matrix,
Figure pat00093
may be an element of the inverse of the gain matrix.

프로세서(220)는 전력계통(100)의 상태추정 후, 각 측정 데이터 및 추정된 상태변수를 이용하여 계산된 측정 함수 사이의 측정 오차 벡터를 계산할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 8을 통해 측정 오차 벡터를 계산할 수 있다.After estimating the state of the power system 100 , the processor 220 may calculate a measurement error vector between each measurement data and a measurement function calculated using the estimated state variable. The processor 220 may calculate a measurement error vector through Equation (8).

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00094
Figure pat00094

여기서,

Figure pat00095
는 i번째 측정 데이터와 측정 함수 사이의 측정 오차이고,
Figure pat00096
는 i번째 측정 데이터이고,
Figure pat00097
는 i번째 측정 데이터의 측정 함수이고,
Figure pat00098
는 추정된 상태변수 벡터일 수 있다.here,
Figure pat00095
is the measurement error between the i-th measurement data and the measurement function,
Figure pat00096
is the i-th measurement data,
Figure pat00097
is the measurement function of the i-th measurement data,
Figure pat00098
may be an estimated state variable vector.

프로세서(220)는 측정 데이터를 정규화할 수 있다(S400). 계산된 측정 오차에 대하여 정규화를 수행할 수 있다. 프로세서(220)는 수학식 9를 통해 측정 오차의 정규화를 수행할 수 있다.The processor 220 may normalize the measurement data (S400). Normalization may be performed on the calculated measurement error. The processor 220 may normalize the measurement error through Equation (9).

[수학식 9][Equation 9]

Figure pat00099
Figure pat00099

여기서,

Figure pat00100
는 정규화된 측정 오차이고,
Figure pat00101
는 i번째 측정 데이터에 대한 공분산일 수 있다.here,
Figure pat00100
is the normalized measurement error,
Figure pat00101
may be a covariance with respect to the i-th measurement data.

프로세서(220)는 정규화된 측정 오차 값의 크기를 기초로 불량 데이터를 판단할 수 있다(S500). 프로세서(220)는 정규화된 측정 오차 값이 일정 크기 이상인 경우, 해당 데이터셋에 불량 데이터가 포함된 것으로 판단하고, 해당 측정 오차 값을 가지는 데이터를 불량 데이터로 판단하여 제거할 수 있다.The processor 220 may determine the bad data based on the size of the normalized measurement error value (S500). When the normalized measurement error value is greater than or equal to a certain size, the processor 220 may determine that the data set includes bad data, and may determine that the data having the measurement error value is bad data and remove it.

예컨대, 프로세서(220)는 정규화된 측정 오차 값 중

Figure pat00102
를 만족하는 측정 데이터가 있을 경우 불량 데이터가 측정 데이터 셋에 포함된 것이므로, 측정 데이터 셋에서 k번째 측정 데이터를 제거할 수 있다.For example, the processor 220 may select one of the normalized measurement error values.
Figure pat00102
If there is measurement data that satisfies , the k-th measurement data can be removed from the measurement data set because the bad data is included in the measurement data set.

한편, 프로세서(220)는 정규화된 측정 오차 값 중

Figure pat00103
를 만족하는 측정 데이터가 없을 경우 불량 데이터가 측정 데이터 셋에 포함되지 않은 것이므로, 불량 데이터 처리를 종료할 수 있다.On the other hand, the processor 220 of the normalized measurement error value
Figure pat00103
When there is no measurement data that satisfies , since the bad data is not included in the measurement data set, the processing of the bad data can be terminated.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 전력계통에서 측정한 측정 데이터에서 정규화 잉여 오차 테스트를 이용하여 불량 데이터를 검출 시, 행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 0(zero) 원소를 제외하고 희소 역행렬을 계산하여 불량 데이터 검출 속도를 향상시키는 측정 데이터의 불량 데이터 검출 장치 및 방법을 실현할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, when bad data is detected using the normalized residual error test in the measured data measured in the power system, the value at which the element becomes 0 is predicted in the matrix operation process, and the predicted gain It is possible to realize an apparatus and method for detecting bad data of measurement data, which improves the speed of detecting bad data by calculating a sparse inverse matrix by excluding zero elements of the matrix.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof, so the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. only do The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

100: 전력계통
200: 불량 데이터 검출 장치
210: 데이터베이스
220: 프로세서
100: power system
200: bad data detection device
210: database
220: processor

Claims (24)

전력계통에서 측정되는 측정 데이터를 저장하는 데이터베이스;
상기 측정 데이터를 이용하여 측정함수 및 측정오차를 계산하고, 자코비안 행렬 및 이득 행렬을 계산하고, 행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 역행렬의 원소 중 값이 0인 원소를 제외하고 상기 이득 행렬의 희소 역행렬을 계산하고, 계산된 희소 역행렬을 이용하여 공분산 행렬을 계산하고, 불량 데이터를 검출하는 프로세서를 포함하는 불량 데이터 검출 장치.
a database for storing measurement data measured in the power system;
The measurement function and measurement error are calculated using the measurement data, the Jacobian matrix and the gain matrix are calculated, the value of which the element becomes 0 in the matrix operation process is predicted, and the value among the elements of the inverse matrix of the predicted gain matrix is and a processor for calculating a sparse inverse matrix of the gain matrix excluding an element equal to 0, calculating a covariance matrix using the calculated sparse inverse matrix, and detecting bad data.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 전력계통의 상태추정에 있어 선형화된 측정 데이터의 벡터를 하기 수학식을 통해 계산하고,
[수학식]
Figure pat00104

Figure pat00105
는 선형화된 측정 데이터의 벡터이고,
Figure pat00106
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00107
는 선형화된 상태변수이고,
Figure pat00108
는 측정 에러인 불량 데이터 검출 장치.
According to claim 1,
The processor calculates a vector of linearized measurement data in the state estimation of the power system through the following equation,
[Equation]
Figure pat00104

Figure pat00105
is a vector of linearized measurement data,
Figure pat00106
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00107
is a linearized state variable,
Figure pat00108
is a bad data detection device that is a measurement error.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는 하기 수학식을 통해 상태변수를 추정하고,
[수학식]
Figure pat00109

Figure pat00110
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00111
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00112
은 측정 데이터의 분산 행렬이고,
Figure pat00113
는 측정 데이터와 측정함수의 오차인 불량 데이터 검출 장치.
3. The method of claim 2,
The processor estimates the state variable through the following equation,
[Equation]
Figure pat00109

Figure pat00110
is the estimated state variable,
Figure pat00111
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00112
is the variance matrix of the measurement data,
Figure pat00113
is a bad data detection device that is the error between the measurement data and the measurement function.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는 추정된 상태변수를 통해 측정 데이터의 벡터를 추정하고, 상기 측정 데이터의 벡터는 하기 수학식을 통해 추정하고,
[수학식]
Figure pat00114

Figure pat00115
는 추정된 측정 데이터의 벡터 또는 추정된 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00116
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00117
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00118
는 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00119
Figure pat00120
인 불량 데이터 검출 장치.
4. The method of claim 3,
The processor estimates a vector of measurement data through the estimated state variable, and the vector of the measurement data is estimated through the following equation,
[Equation]
Figure pat00114

Figure pat00115
is the vector of the estimated measurement data or the error between the estimated measurement data and the measurement function,
Figure pat00116
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00117
is the estimated state variable,
Figure pat00118
is the error between the measurement data and the measurement function,
Figure pat00119
Is
Figure pat00120
Bad data detection device.
제4항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차를 계산하고, 상기 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차는 하기 수학식을 통해 계산되고,
[수학식]
Figure pat00121

Figure pat00122
은 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차이고,
Figure pat00123
는 측정 에러에 대한 측정 오차의 민감도이며,
Figure pat00124
인 불량 데이터 검출 장치.
5. The method of claim 4,
The processor calculates a measurement error between the measurement data and the estimated measurement data, and the measurement error between the measurement data and the estimated measurement data is calculated through the following equation,
[Equation]
Figure pat00121

Figure pat00122
is the measurement error between the measurement data and the estimated measurement data,
Figure pat00123
is the sensitivity of the measurement error to the measurement error,
Figure pat00124
Bad data detection device.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는 자코비안 행렬의 희소성을 이용하여 이득 행렬의 역행렬 계산시 계산할 필요가 없는 0인 원소를 예측하기 위해
Figure pat00125
를 계산한 결과 0이 아닌 원소를 가지는 위치를 선택하고, 0이 아닌 원소를 이용하여 이득 행렬의 희소 역행렬을 계산하는 불량 데이터 검출 장치.
6. The method of claim 5,
The processor uses the sparsity of the Jacobian matrix to predict an element of 0 that does not need to be calculated when calculating the inverse of the gain matrix.
Figure pat00125
A device for detecting bad data that selects a position having a non-zero element as a result of calculating , and calculates a sparse inverse matrix of a gain matrix by using a non-zero element.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는 하기 수학식을 통해 공분산 행렬을 계산하고,
[수학식]
Figure pat00126

m은 측정 데이터의 수이고, n은 상태변수의 개수,
Figure pat00127
,
Figure pat00128
는 자코비안 행렬에서 0이 아닌(non-zero) 원소이고,
Figure pat00129
는 이득 행렬의 역행렬의 원소인 불량 데이터 검출 장치.
6. The method of claim 5,
The processor calculates the covariance matrix through the following equation,
[Equation]
Figure pat00126

m is the number of measured data, n is the number of state variables,
Figure pat00127
,
Figure pat00128
is a non-zero element in the Jacobian matrix,
Figure pat00129
is an element of the inverse of the gain matrix, a bad data detection device.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 측정 데이터 및 상기 추정된 상태변수를 이용하여 측정 함수 사이의 측정 오차 벡터를 계산하고, 상기 측정 오차 벡터는 하기 수학식을 통해 계산되고,
[수학식]
Figure pat00130

Figure pat00131
는 i번째 측정 데이터와 측정 함수 사이의 측정 오차이고,
Figure pat00132
는 i번째 측정 데이터이고,
Figure pat00133
는 i번째 측정 데이터의 측정 함수이고,
Figure pat00134
는 추정된 상태변수 벡터인 불량 데이터 검출 장치.
7. The method of claim 6,
The processor calculates a measurement error vector between the measurement function using the measurement data and the estimated state variable, and the measurement error vector is calculated through the following equation,
[Equation]
Figure pat00130

Figure pat00131
is the measurement error between the i-th measurement data and the measurement function,
Figure pat00132
is the i-th measurement data,
Figure pat00133
is the measurement function of the i-th measurement data,
Figure pat00134
is an estimated state variable vector, a bad data detection device.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는 계산된 측정 오차에 대하여 정규화를 수행하고, 상기 정규화는 하기 수학식을 통해 수행되고,
[수학식]
Figure pat00135

Figure pat00136
는 정규화된 측정 오차이고,
Figure pat00137
는 i번째 측정 데이터에 대한 공분산인 불량 데이터 검출 장치.
9. The method of claim 8,
The processor performs normalization on the calculated measurement error, and the normalization is performed through the following equation,
[Equation]
Figure pat00135

Figure pat00136
is the normalized measurement error,
Figure pat00137
is the covariance of the i-th measurement data, a bad data detection device.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 정규화된 측정 오차가 일정 크기 이상인 경우 데이터셋에 불량 데이터가 포함된 것으로 판단하고, 정규화된 측정 오차가 일정 크기 이상인 해당 측정 데이터를 불량 데이터로 판단하는 불량 데이터 검출 장치.
According to claim 1,
The processor determines that the data set includes bad data when the normalized measurement error is equal to or greater than a predetermined size, and determines that the measured data having the normalized measurement error equal to or greater than the predetermined size is defective data.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 정규화된 측정 오차가 일정 크기 미만인 경우 데이터셋에 불량 데이터가 포함되지 않은 것으로 판단하는 불량 데이터 검출 장치.
According to claim 1,
The processor determines that the bad data is not included in the dataset when the normalized measurement error is less than a predetermined size.
제1항에 있어서,
상기 이득 행렬은 대칭 행렬이며, 희소 행렬인 불량 데이터 검출 장치.
According to claim 1,
The gain matrix is a symmetric matrix and is a sparse matrix.
전력계통에서 측정되는 측정 데이터를 이용하여 측정함수 및 측정오차를 계산하는 단계;
자코비안 행렬 및 이득 행렬을 계산하는 단계;
행렬 연산 과정에서 원소가 0이 되는 값을 예측하고, 예측된 이득 행렬의 역행렬의 원소 중 값이 0인 원소를 제외하고 상기 이득 행렬의 희소 역행렬을 계산하는 단계; 및
계산된 희소 역행렬을 이용하여 공분산 행렬을 계산하고, 불량 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 불량 데이터 검출 방법.
calculating a measurement function and a measurement error using the measurement data measured in the power system;
calculating a Jacobian matrix and a gain matrix;
predicting a value in which an element becomes 0 in a matrix operation process, and calculating a sparse inverse matrix of the gain matrix excluding an element having a value of 0 among elements of an inverse matrix of the predicted gain matrix; and
A method for detecting bad data, comprising: calculating a covariance matrix using the calculated sparse inverse matrix and detecting bad data.
제13항에 있어서,
상기 측정함수 및 측정오차를 계산하는 단계는,
전력계통의 상태추정에 있어 선형화된 측정 데이터의 벡터를 하기 수학식을 통해 계산하고,
[수학식]
Figure pat00138

Figure pat00139
는 선형화된 측정 데이터의 벡터이고,
Figure pat00140
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00141
는 선형화된 상태변수이고,
Figure pat00142
는 측정 에러인 불량 데이터 검출 방법.
14. The method of claim 13,
The step of calculating the measurement function and measurement error,
In estimating the state of the power system, a vector of linearized measurement data is calculated through the following equation,
[Equation]
Figure pat00138

Figure pat00139
is a vector of linearized measurement data,
Figure pat00140
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00141
is a linearized state variable,
Figure pat00142
is a measurement error, bad data detection method.
제14항에 있어서,
상기 측정함수 및 측정오차를 계산하는 단계는,
하기 수학식을 통해 상태변수를 추정하고,
[수학식]
Figure pat00143

Figure pat00144
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00145
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00146
은 측정 데이터의 분산 행렬이고,
Figure pat00147
는 측정 데이터와 측정함수의 오차인 불량 데이터 검출 방법.
15. The method of claim 14,
The step of calculating the measurement function and measurement error,
Estimate the state variable through the following equation,
[Equation]
Figure pat00143

Figure pat00144
is the estimated state variable,
Figure pat00145
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00146
is the variance matrix of the measurement data,
Figure pat00147
is the error data detection method between the measurement data and the measurement function.
제15항에 있어서,
상기 측정함수 및 측정오차를 계산하는 단계는,
추정된 상태변수를 통해 측정 데이터의 벡터를 추정하고, 상기 측정 데이터의 벡터는 하기 수학식을 통해 추정하고,
[수학식]
Figure pat00148

Figure pat00149
는 추정된 측정 데이터의 벡터 또는 추정된 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00150
는 측정 함수의 자코비안 행렬이고,
Figure pat00151
는 추정된 상태변수이고,
Figure pat00152
는 측정 데이터와 측정함수의 오차이고,
Figure pat00153
Figure pat00154
인 불량 데이터 검출 방법.
16. The method of claim 15,
The step of calculating the measurement function and measurement error,
A vector of measurement data is estimated through the estimated state variable, and the vector of the measurement data is estimated through the following equation,
[Equation]
Figure pat00148

Figure pat00149
is the vector of the estimated measurement data or the error between the estimated measurement data and the measurement function,
Figure pat00150
is the Jacobian matrix of the measurement function,
Figure pat00151
is the estimated state variable,
Figure pat00152
is the error between the measurement data and the measurement function,
Figure pat00153
Is
Figure pat00154
A method for detecting bad data.
제16항에 있어서,
상기 측정함수 및 측정오차를 계산하는 단계는,
상기 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차를 계산하고, 상기 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차는 하기 수학식을 통해 계산되고,
[수학식]
Figure pat00155

Figure pat00156
은 측정 데이터와 추정된 측정 데이터 간의 측정 오차이고,
Figure pat00157
는 측정 에러에 대한 측정 오차의 민감도이며,
Figure pat00158
인 불량 데이터 검출 방법.
17. The method of claim 16,
The step of calculating the measurement function and measurement error,
A measurement error between the measurement data and the estimated measurement data is calculated, and the measurement error between the measurement data and the estimated measurement data is calculated through the following equation,
[Equation]
Figure pat00155

Figure pat00156
is the measurement error between the measurement data and the estimated measurement data,
Figure pat00157
is the sensitivity of the measurement error to the measurement error,
Figure pat00158
A method for detecting bad data.
제17항에 있어서,
상기 이득 행렬의 희소 역행렬을 계산하는 단계는,
자코비안 행렬의 희소성을 이용하여 이득 행렬의 역행렬 계산시 계산할 필요가 없는 0인 원소를 예측하기 위해
Figure pat00159
를 계산한 결과 0이 아닌 원소를 가지는 위치를 선택하고, 0이 아닌 원소를 이용하여 이득 행렬의 희소 역행렬을 계산하는 불량 데이터 검출 방법.
18. The method of claim 17,
Calculating the sparse inverse of the gain matrix comprises:
In order to predict the zero element that does not need to be calculated when calculating the inverse of the gain matrix using the sparsity of the Jacobian matrix.
Figure pat00159
A method for detecting bad data that selects a position having a non-zero element as a result of calculating
제17항에 있어서,
상기 불량 데이터를 검출하는 단계는,
하기 수학식을 통해 공분산 행렬을 계산하고,
[수학식]
Figure pat00160

m은 측정 데이터의 수이고, n은 상태변수의 개수,
Figure pat00161
,
Figure pat00162
는 자코비안 행렬에서 0이 아닌(non-zero) 원소이고,
Figure pat00163
는 이득 행렬의 역행렬의 원소인 불량 데이터 검출 방법.
18. The method of claim 17,
The step of detecting the bad data includes:
Calculate the covariance matrix through the following equation,
[Equation]
Figure pat00160

m is the number of measured data, n is the number of state variables,
Figure pat00161
,
Figure pat00162
is a non-zero element in the Jacobian matrix,
Figure pat00163
is a bad data detection method that is an element of the inverse of the gain matrix.
제17항에 있어서,
상기 불량 데이터를 검출하는 단계는,
상기 측정 데이터 및 상기 추정된 상태변수를 이용하여 측정 함수 사이의 측정 오차 벡터를 계산하고, 상기 측정 오차 벡터는 하기 수학식을 통해 계산되고,
[수학식]
Figure pat00164

Figure pat00165
는 i번째 측정 데이터와 측정 함수 사이의 측정 오차이고,
Figure pat00166
는 i번째 측정 데이터이고,
Figure pat00167
는 i번째 측정 데이터의 측정 함수이고,
Figure pat00168
는 추정된 상태변수 벡터인 불량 데이터 검출 방법.
18. The method of claim 17,
The step of detecting the bad data includes:
A measurement error vector between the measurement functions is calculated using the measurement data and the estimated state variable, and the measurement error vector is calculated through the following equation,
[Equation]
Figure pat00164

Figure pat00165
is the measurement error between the i-th measurement data and the measurement function,
Figure pat00166
is the i-th measurement data,
Figure pat00167
is the measurement function of the i-th measurement data,
Figure pat00168
is an estimated state variable vector, a bad data detection method.
제20항에 있어서,
상기 불량 데이터를 검출하는 단계는,
계산된 측정 오차에 대하여 정규화를 수행하고, 상기 정규화는 하기 수학식을 통해 수행되고,
[수학식]
Figure pat00169

Figure pat00170
는 정규화된 측정 오차이고,
Figure pat00171
는 i번째 측정 데이터에 대한 공분산인 불량 데이터 검출 방법.
21. The method of claim 20,
The step of detecting the bad data includes:
Normalization is performed on the calculated measurement error, and the normalization is performed through the following equation,
[Equation]
Figure pat00169

Figure pat00170
is the normalized measurement error,
Figure pat00171
is the covariance of the i-th measurement data, the bad data detection method.
제13항에 있어서,
상기 불량 데이터를 검출하는 단계는,
정규화된 측정 오차가 일정 크기 이상인 경우 데이터셋에 불량 데이터가 포함된 것으로 판단하고, 정규화된 측정 오차가 일정 크기 이상인 해당 측정 데이터를 불량 데이터로 판단하는 불량 데이터 검출 방법.
14. The method of claim 13,
The step of detecting the bad data includes:
When the normalized measurement error is greater than or equal to a certain size, it is determined that the dataset contains defective data, and the measurement data having the normalized measurement error greater than or equal to a certain size is determined as defective data.
제13항에 있어서,
상기 불량 데이터를 검출하는 단계는,
정규화된 측정 오차가 일정 크기 미만인 경우 데이터셋에 불량 데이터가 포함되지 않은 것으로 판단하는 불량 데이터 검출 방법.
14. The method of claim 13,
The step of detecting the bad data includes:
A bad data detection method that determines that the dataset does not contain bad data when the normalized measurement error is less than a certain size.
제13항에 있어서,
상기 불량 데이터를 검출하는 단계는,
상기 이득 행렬은 대칭 행렬이며, 희소 행렬인 불량 데이터 검출 방법.
14. The method of claim 13,
The step of detecting the bad data includes:
wherein the gain matrix is a symmetric matrix and a sparse matrix.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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