本發(fā)明涉及一種基于多源數(shù)據(jù)融合的廠站不良數(shù)據(jù)檢測方法及裝置，屬于計(jì)算機(jī)軟件與電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于電力系統(tǒng)中獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)的誤差，使得調(diào)度中心獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是低精度、不完整、偶爾還有不良數(shù)據(jù)的生數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的做法是調(diào)度中心通過狀態(tài)估計(jì)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，使之能夠反映系統(tǒng)真實(shí)情況，但由于傳送到調(diào)度中心的信息量的局部冗余度不足，通過傳統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)模型和算法的改進(jìn)已無法從根本上解決調(diào)度中心自動化技術(shù)數(shù)據(jù)的可靠性問題、拓?fù)溴e(cuò)誤等導(dǎo)致的集中式狀態(tài)估計(jì)不可用問題。因此迫切需要廠站端實(shí)現(xiàn)不良數(shù)居檢測功能，以屏蔽壞數(shù)據(jù)、生數(shù)據(jù)，保證廠站端上送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于多源數(shù)據(jù)融合的廠站不良數(shù)據(jù)檢測方法及裝置，以解決目前上述廠站端上送數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種基于多源數(shù)據(jù)融合的廠站不良數(shù)據(jù)檢測方法，該檢測方法包括以下步驟：

1)基于變電站的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建變電站相應(yīng)數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型；

2)根據(jù)所構(gòu)建的不同數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型，制定相應(yīng)不良數(shù)據(jù)檢測模型的辨識規(guī)則；

3)融合PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，利用步驟2)中的辨識規(guī)則對參與辨識主體的檢測模型計(jì)算的量測值和或狀態(tài)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，以確定量測值和或狀態(tài)量的品質(zhì)及估計(jì)值。

進(jìn)一步地，所述的數(shù)據(jù)辨識主體至少包括廠站、母線、主變和間隔中的一項(xiàng)，當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為廠站時(shí)，其檢測模型包括有功功率平衡檢測模型和無功功率檢測模型；當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為母線時(shí)，其對應(yīng)的檢測模型包括有功功率平衡檢測模型和無功功率平衡檢測模型；當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為間隔時(shí)，其對應(yīng)的檢測模型包括有功檢測、無功檢測、功率因數(shù)檢測和設(shè)備狀態(tài)檢測；當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為主變時(shí)，其對應(yīng)的檢測模型為有功功率平衡檢測模型和無功功率平衡檢測模型。

進(jìn)一步地，當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為廠站、母線和或主變時(shí)，其對應(yīng)的不良數(shù)據(jù)有功平衡檢測模型和無功平衡檢測模型的辨識規(guī)則分別為：

其中P_i為進(jìn)線有功功率，Q_i為進(jìn)線無功功率，n為進(jìn)線個(gè)數(shù)；

當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為間隔時(shí)，其對應(yīng)的不良數(shù)據(jù)有功檢測模型、無功檢測模型、功率因數(shù)檢測模型和設(shè)備狀態(tài)檢測模型的辨識規(guī)則分別為：

|(P-(U_a*I_a*cosφ+U_b*I_b*cosφ+U_c*I_c*cosφ))|＜0.02

S＝＝0&&I<1||S＝＝1&&U>1

其中，P為間隔有功率，Q為間隔無功功率，cosφ為間隔功率因數(shù)，U_a為間隔A相電壓，U_b為間隔B相電壓，U_c為間隔C相電壓，I_a為間隔A相電流，I_b為間隔B相電流，I_c為間隔C相電流；S表示開關(guān)，S＝＝0即開關(guān)分位；I表示線路電流，I<1即線路無流；U表示線路電壓，U>1即線路有壓；&&表示邏輯與，||表示邏輯或。

進(jìn)一步地，所述步驟3)的判斷過程如下：

A.根據(jù)步驟2)中的規(guī)則，判斷相應(yīng)數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)是否異常；

B.若異常，則獲取與上述穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，并將該P(yáng)MU動態(tài)數(shù)據(jù)帶入相應(yīng)的不良數(shù)據(jù)檢測模型辨識規(guī)則中，判斷是否滿足所設(shè)定規(guī)則，若滿足，則說明上述穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)為不合理數(shù)據(jù)，且與該穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)PMU動態(tài)數(shù)據(jù)為該穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的估計(jì)值。

進(jìn)一步地，該方法還包括將變電站穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)檢測結(jié)果、檢測模型及限值在內(nèi)進(jìn)行展示的步驟。

本發(fā)明還提供了一種基于多源數(shù)據(jù)融合的廠站不良數(shù)據(jù)檢測裝置，該檢測裝置包括，檢測模型構(gòu)建模塊、辨識規(guī)則制定模塊和判斷模塊，

所述的檢測模型構(gòu)建模塊用于根據(jù)變電站的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建變電站相應(yīng)數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型；

所述的辨識規(guī)則制定模塊用于根據(jù)所構(gòu)建的不同數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型，制定相應(yīng)不良數(shù)據(jù)檢測模型的辨識規(guī)則；

所述的判斷模塊用于融合PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，利用辨識規(guī)則制定模塊中的辨識規(guī)則對參與辨識主體的檢測模型計(jì)算的量測值和或狀態(tài)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，以確定量測值和或狀態(tài)量的品質(zhì)及估計(jì)值。

進(jìn)一步地，所述檢測模型構(gòu)建模塊中的數(shù)據(jù)辨識主體至少包括廠站、母線、主變和間隔中的一項(xiàng)，當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為廠站時(shí)，其檢測模型包括有功功率平衡檢測模型和無功功率檢測模型；當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為母線時(shí)，其對應(yīng)的檢測模型包括有功功率平衡檢測模型和無功功率平衡檢測模型；當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為間隔時(shí)，其對應(yīng)的檢測模型包括有功檢測、無功檢測、功率因數(shù)檢測和設(shè)備狀態(tài)檢測；當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為主變時(shí)，其對應(yīng)的檢測模型為有功功率平衡檢測模型和無功功率平衡檢測模型。

進(jìn)一步地，當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為廠站、母線和或主變時(shí)，其對應(yīng)的不良數(shù)據(jù)有功平衡檢測模型和無功平衡檢測模型的辨識規(guī)則分別為：

其中P_i為進(jìn)線有功功率，Q_i為進(jìn)線無功功率，n為進(jìn)線個(gè)數(shù)；

當(dāng)數(shù)據(jù)辨識主體為間隔時(shí)，其對應(yīng)的不良數(shù)據(jù)有功檢測模型、無功檢測模型、功率因數(shù)檢測模型和設(shè)備狀態(tài)檢測模型的辨識規(guī)則分別為：

|(P-(U_a*I_a*cosφ+U_b*I_b*cosφ+U_c*I_c*cosφ))|＜0.02

S＝＝0&&I<1||S＝＝1&&U>1

其中，P為間隔有功率，Q為間隔無功功率，cosφ為間隔功率因數(shù)，U_a為間隔A相電壓，U_b為間隔B相電壓，U_c為間隔C相電壓，I_a為間隔A相電流，I_b為間隔B相電流，I_c為間隔C相電流；S表示開關(guān)，S＝＝0即開關(guān)分位；I表示線路電流，I<1即線路無流；U表示線路電壓，U>1即線路有壓；&&表示邏輯與，||表示邏輯或。

進(jìn)一步地，所述判斷模塊的判斷過程如下：

A.用于根據(jù)辨識規(guī)則制定模塊中的規(guī)則，判斷相應(yīng)數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)是否異常；

B.若異常，則獲取與上述穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，并將該P(yáng)MU動態(tài)數(shù)據(jù)帶入相應(yīng)的不良數(shù)據(jù)檢測模型辨識規(guī)則中，判斷是否滿足所設(shè)定規(guī)則，若滿足，則說明上述穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)為不合理數(shù)據(jù)，且與該穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)PMU動態(tài)數(shù)據(jù)為該穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的估計(jì)值。

進(jìn)一步地，該裝置還包括將變電站穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)檢測結(jié)果、檢測模型及限值在內(nèi)進(jìn)行展示的模塊。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明基于變電站的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建變電站相應(yīng)數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型；根據(jù)所構(gòu)建的不同數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型，制定相應(yīng)不良數(shù)據(jù)檢測模型的辨識規(guī)則；融合PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，利用辨識規(guī)則對參與辨識主體的檢測模型計(jì)算的量測值和或狀態(tài)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，以確定量測值和或狀態(tài)量的品質(zhì)及估計(jì)值。本發(fā)明根據(jù)變電站的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建變電站不良數(shù)據(jù)檢測模型；融合變電站PMU(相量量測單元)動態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建變電站不良數(shù)據(jù)校驗(yàn)與評估機(jī)制；從而實(shí)現(xiàn)覆蓋變電站設(shè)備量測、設(shè)備狀態(tài)的不良數(shù)據(jù)的自動檢測和狀態(tài)估計(jì)，提高了廠站端數(shù)據(jù)上送的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明廠站不良數(shù)據(jù)檢測裝置的構(gòu)成圖；

圖2是本發(fā)明所采用的不良數(shù)據(jù)檢測模型構(gòu)成圖；

圖3是本發(fā)明廠站不良數(shù)據(jù)檢測方法的流程圖；

圖4是檢測模型單元配置圖；

圖5是檢測模型參數(shù)設(shè)置圖；

圖6是PMU動態(tài)數(shù)據(jù)映射配置圖；

圖7是不良數(shù)據(jù)檢測可視化展示圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明基于多源數(shù)據(jù)融合的廠站不良數(shù)據(jù)檢測方法的實(shí)施例

本發(fā)明基于變電站的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建變電站相應(yīng)數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型；根據(jù)所構(gòu)建的不同數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型，制定相應(yīng)不良數(shù)據(jù)檢測模型的辨識規(guī)則；融合PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，利用辨識規(guī)則對參與辨識主體的檢測模型計(jì)算的量測值和或狀態(tài)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，以確定量測值和或狀態(tài)量的品質(zhì)及估計(jì)值，該方法的具體實(shí)現(xiàn)過程如下。

1.構(gòu)建不良數(shù)據(jù)檢測模型。

利用變電站數(shù)據(jù)采集的冗余性，深度挖掘多源數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建基于穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的辨識模型；分別以廠站、母線、主變及間隔為數(shù)據(jù)辨識主體，構(gòu)建相應(yīng)的辨識模型組合，如圖2所示。對于廠站而言，其對應(yīng)的辨識模型為功率平衡模型；對于母線而言，其對應(yīng)的辨識模型包括無功功率平衡模型和有功功率平衡模型；對于間隔而言，對應(yīng)的辨識模型包括無功檢測模型、有功檢測模型、功率因數(shù)檢測模型和設(shè)備狀態(tài)檢測模型；對于主變而言，其對應(yīng)的主變模型包括無功功率平衡模型和有功功率平衡模型。

2.根據(jù)辨識主體不同的辨識單元，制定相應(yīng)的辨識規(guī)則。

本發(fā)明根據(jù)辨識主體不同的業(yè)務(wù)單元制定檢測模型辨識規(guī)則，本實(shí)施例中的辨識主體包括廠站、母線、主變及間隔，下面分別針對這幾種辨識主體的檢測模型辨識規(guī)則進(jìn)行說明。

對于廠站而言，其對應(yīng)的業(yè)務(wù)單元包括有功功率平衡和無功功率平衡，本實(shí)施例中的制定的有功功率平衡和無功功率平衡模型的辨識規(guī)則分別為：

其中P_i為進(jìn)線有功功率，Q_i為進(jìn)線無功功率，(i＝0,1,2……n)。若變電站中對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)滿足上述規(guī)則，則說明數(shù)據(jù)正常。

對于母線而言，其對應(yīng)的業(yè)務(wù)單元包括有功功率平衡和無功功率平衡，本實(shí)施例中的制定的有功功率平衡和無功功率平衡模型的辨識規(guī)則分別為：

其中P_i為以所有母線為檢測單元的進(jìn)線有功功率，Q_i為以所有母線為檢測單元的進(jìn)線無功功率，(i＝0,1,2……n)。若變電站中對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)滿足上述規(guī)則，則說明數(shù)據(jù)正常。

對于主變而言，其對應(yīng)的業(yè)務(wù)單元包括有功功率平衡和無功功率平衡，本實(shí)施例中的制定的有功功率平衡和無功功率平衡模型的辨識規(guī)則分別為：

其中P_i為進(jìn)線有功功率，Q_i為進(jìn)線無功功率，(i＝0,1,2……n)。

對于間隔而言，其對應(yīng)的業(yè)務(wù)單元包括有功檢測、無功檢測、功率因數(shù)檢測和設(shè)備狀態(tài)檢測，針對上述業(yè)務(wù)單元，本實(shí)施例中的制定的有功檢測模型、無功檢測模型、功率因數(shù)檢測模型和設(shè)備狀態(tài)檢測模型的辨識規(guī)則分別為：

|(P-(U_a*I_a*cosφ+U_b*I_b*cosφ+U_c*I_c*cosφ))|＜0.02

S＝＝0&&I<1||S＝＝1&&U>1(即開關(guān)分位無流，合位有壓)

其中，P為間隔有功率，Q為間隔無功功率，cosφ為間隔功率因數(shù)，U_a為間隔A相電壓，U_b為間隔B相電壓，U_c為間隔C相電壓，I_a為間隔A相電流，I_b為間隔B相電流，I_c為間隔C相電流；S表示開關(guān)，S＝＝0即開關(guān)分位；I表示線路電流，I<1即線路無流；U表示線路電壓，U>1即線路有壓；&&表示邏輯與，||表示邏輯或。若變電站中對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)滿足上述規(guī)則，則說明數(shù)據(jù)正常。

具體地，本發(fā)明制定的各檢測模型辨識規(guī)則如表1所示。

表1

3.融合動態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟2所建立的辨識規(guī)則對量測值和狀態(tài)量進(jìn)行辨識校驗(yàn)和評估。

在確定檢測單元合理性的基礎(chǔ)上，本發(fā)明融合PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，對參與辨識單元計(jì)算的量測值和狀態(tài)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，確定量測值和狀態(tài)量的品質(zhì)及估計(jì)值。

假如接入監(jiān)控的某測點(diǎn)有三份冗余數(shù)據(jù)，分別為：A，常規(guī)直采數(shù)據(jù)；B，其他采樣數(shù)據(jù)可得到A的計(jì)算表達(dá)式；C，同步相量數(shù)據(jù)；則當(dāng)A不等于B時(shí)，若C＝A，則認(rèn)為B包含不良數(shù)據(jù)，且B中測點(diǎn)用相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)替代能使A＝B時(shí)，則被替代的測點(diǎn)為不良數(shù)據(jù)，相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)為其估計(jì)值；若C＝B，則認(rèn)為A包含不良數(shù)據(jù)，且A中測點(diǎn)用相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)替代能使A＝B時(shí)，則被替代的測點(diǎn)為不良數(shù)據(jù)，相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)為其估計(jì)值。

以間隔有功檢測為例，當(dāng)檢測異常時(shí)，即對應(yīng)的間隔有功檢測模型不滿足時(shí)，其對應(yīng)的校驗(yàn)流程如下：由PMU獲取P相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)有功功率Pc，若P不等于Pc，將Pc帶入該有功檢測模型，判斷是否滿足檢測模型要求，若滿足，則P為不合理數(shù)據(jù)，且Pc為P的估計(jì)值；若P＝Pc，則依次獲取Ua、Ia、Ub、Ib、Uc、Ic、相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)；若表達(dá)式成立，則被代入的測點(diǎn)均為不合理數(shù)據(jù)，代入的動態(tài)數(shù)據(jù)為其估計(jì)值；若全部代入表達(dá)式仍不成立，則無法確定不合理數(shù)據(jù)及提供估計(jì)值。

當(dāng)間隔設(shè)備狀態(tài)檢測異常時(shí)，即不滿足間隔狀態(tài)檢測模型，其校驗(yàn)流程如下：

1)由PMU獲取與間隔設(shè)備開關(guān)S、間隔電流I和間隔電壓U相對應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)Sc、Ic和Uc，并判斷穩(wěn)態(tài)開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)S是否與之對應(yīng)的動態(tài)開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)Sc相等；

2)若不等，并且Ic>0.03或者Uc<0.03，則S為不合理數(shù)據(jù)，且Sc為S的估計(jì)值；

3)若S＝Sc，并且Ic>0.03或者Uc<0.03，則I、U為不合理數(shù)據(jù)，且Ic、Uc分別為I、U的估計(jì)值。

當(dāng)母線、廠站和或主變功率平衡檢測異常時(shí)，即不滿足其對應(yīng)的有功功率平衡檢測模塊或無功功率檢測模塊，以有功功率平衡為例，其校驗(yàn)流程如下：

1)由PMU獲取與P0～Pn相對應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)P0c～Pnc；

2)判斷穩(wěn)態(tài)功率數(shù)據(jù)是否與之對應(yīng)的動態(tài)功率數(shù)據(jù)相等，若不等，即Pic不等于Pi時(shí)，將Pic帶入有功功率平衡檢測模型，若帶入的Pic能夠滿足有功功率檢測模型，則穩(wěn)態(tài)有功功率數(shù)據(jù)Pi為不合理數(shù)據(jù)，且相應(yīng)的動態(tài)有功功率數(shù)據(jù)Pic為其估計(jì)值。

具體地，本發(fā)明所采用的校驗(yàn)原理和流程如表2所示。

表2

本發(fā)明基于多源數(shù)據(jù)融合的廠站不良數(shù)據(jù)檢測裝置的實(shí)施例

本發(fā)明的檢測裝置包括檢測模型構(gòu)建模塊、辨識規(guī)則制定模塊和判斷模塊，檢測模型構(gòu)建模塊用于根據(jù)變電站的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建變電站相應(yīng)數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型；辨識規(guī)則制定模塊用于根據(jù)所構(gòu)建的不同數(shù)據(jù)辨識主體的檢測模型，制定相應(yīng)不良數(shù)據(jù)檢測模型的辨識規(guī)則；判斷模塊用于融合PMU動態(tài)數(shù)據(jù)，利用辨識規(guī)則制定模塊中的辨識規(guī)則對參與辨識主體的檢測模型計(jì)算的量測值和或狀態(tài)量的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，以確定量測值和或狀態(tài)量的品質(zhì)及估計(jì)值。各模塊的具體實(shí)現(xiàn)手段已在方法的實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)說明，這里不再贅述。

在具體實(shí)施過程中，本發(fā)明使用不良數(shù)據(jù)檢測模型配置工具，完成廠站、間隔、主變、母線等辨識對象的檢測模型單元的配置及檢測模型參數(shù)設(shè)置，具體配置流程如圖4與圖5所示。根據(jù)廠站現(xiàn)場測控裝置與PMU裝置的部署，配置PMU裝置動態(tài)數(shù)據(jù)與測控裝置穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，如圖6所示。此外，本發(fā)明還依托變電站圖形組態(tài)工具，定制專業(yè)的數(shù)據(jù)辨識結(jié)果展示頁面，以實(shí)現(xiàn)包括變電站穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、差值、數(shù)據(jù)檢測結(jié)果、檢測模型及限值在內(nèi)的實(shí)時(shí)展示，如圖7所示。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋變電站設(shè)備量測、設(shè)備狀態(tài)的不良數(shù)據(jù)的自動檢測、發(fā)現(xiàn)、告警、品質(zhì)標(biāo)識、狀態(tài)估計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了變電站全站不良數(shù)據(jù)檢測結(jié)果的可視化展示，提高變電站向調(diào)度中心上送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。