一種多參量融合的變電站數據完整性校核方法
2023-12-10 14:15:12
專利名稱：一種多參量融合的變電站數據完整性校核方法
技術領域：
本發明屬於電力系統自動化技術領域，具體涉及一種多參量融合的變電站數據完整性校核方法。
背景技術：
目前變電站的信息化程度得到了極大的提高，數據採集和交互共享已不再是變電站自動化技術發展的瓶頸，而數據質量逐漸成為工程技術和運行維護人員關注的重點。事實上，電力調度等主站很早就採用狀態估計的方式對電力系統的狀態數據進行校核。由於信道限制，傳輸至主站的變電站數據數量有限，所以只能根據已知量，通過潮流計算，估算未知量或可疑量，即狀態估計。基礎數據不足、運算量大影響了狀態估計的實時性和準確性。
近年來，調度等主站狀態估計的實現思想被沿用到變電站，不斷出現線性、非線性或兩者結合的分布式狀態估計方法。這種狀態估計的基礎數據和校核對象主要為變電站內穩態和動態數據，未涉及採樣值數據，也未充分利用數據間的關聯性，對不同數據進行多維度的校核，而且，實現方法受變電站的具體設計影響較大。IEC61850的數據完整性主要從信息傳輸方面描述，對數據完整性定義為完整性意指對於給定背景噪聲情況下，所產生數據錯誤小於可接受限值。IEC61850提及外部幹擾和通信誤碼等影響數據完整性的因素，以及保證數據完整性的措施適當設計裝置和通信系統、應用適當編碼、採用多步驟操作方式。側重於通過限制噪聲影響，提高數據質量，但未從工程實施角度提出數據錯誤檢出和恢復的方法。智能變電站綜合採集電網運行數據和設備狀態數據，採用IEC61850標準，建立標準的信息模型和通信服務。這些信息模型和通信服務包括由站控層、間隔層、過程層組成的三層式邏輯架構，MMS, GOOSE、SV通信網絡及服務模型，層次化的信息模型及結構化模型描述方法；實現了全站信息數位化、通信平臺網絡化、信息共享標準化，可以為數據完整性校核提供冗餘數據資源和數據共享途徑。
發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種多參量融合的變電站數據完整性校核方案從時間和空間多個維度對不同形態的數據進行完整性校核，系統性的評估和提升基礎數據質量，從而提升變電站數據的可靠性和可用性。為了實現上述發明目的，本發明採取如下技術方案一種多參量融合的變電站數據完整性校核方法，所述方法根據數據關聯關係採用以下相應校驗步驟步驟I :加權表決法校驗同源採集數據；步驟2 :電流累加法校驗流入封閉區域的電流的測量數據；步驟3 :等電壓搜索法或基於約束關係推理法校驗具有約束關係的數據；
步驟4 :溯源計算法校驗同一數據的不同形態；步驟5 :跳變檢測法校驗交流電氣量相鄰兩個時間點的採樣值和相量值的合理性。所述數據關聯關係包括同源採集數據、流入封閉區域的電流測量數據、具有約束關係的數據、同一數據的不同形態和異常數據。所述步驟I中，同源採集數據為開關量時，採用多數數據的值作為表決值進行同源採集數據的校核；同源採集數據為數值量時，採用多數數據的平均值作為表決值進行同源採集數據的校核。所述步驟I包括以下步驟步驟1-1 :同源採集數據為開關量時，設有N個採集裝置或系統採集的開關量為Si,按採集裝置或系統的置信度設置不同的權重Ci ;則所述開關量Si的加權表決值S表示為
權利要求
1.一種多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述方法根據數據關聯關係採用以下相應校驗步驟 步驟I :加權表決法校驗同源採集數據； 步驟2 :電流累加法校驗流入封閉區域的電流的測量數據； 步驟3 :等電壓搜索法或基於約束關係推理法校驗具有約束關係的數據； 步驟4 :溯源計算法校驗同一數據的不同形態； 步驟5 :跳變檢測法校驗交流電氣量相鄰兩個時間點的採樣值和相量值的合理性。
2.根據權利要求I所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述數據關聯關係包括同源採集數據、流入封閉區域的電流測量數據、具有約束關係的數據、同一數據的不同形態和異常數據。
3.根據權利要求I所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述步驟I中，同源採集數據為開關量時，採用多數數據的值作為表決值進行同源採集數據的校核；同源採集數據為數值量時，採用多數數據的平均值作為表決值進行同源採集數據的校核。
4.根據權利要求3所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述步驟I包括以下步驟 步驟1-1 :同源採集數據為開關量時，設有N個採集裝置或系統採集的開關量為Si，按採集裝置或系統的置信度設置不同的權重Ci ;則所述開關量Si的加權表決值S表示為
5.根據權利要求I所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述步驟2中，所述流入出封閉區域電流的測量數據包括相量值和採樣值；所述相量值校核判據為某一時刻電流相量和的理論值為零，採樣值校核判據為同一時刻採樣值累加和理論值為零。
6.根據權利要求5所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於假定某封閉區域有N個支路；a)所述流入封閉區域電流的測量數據為相量值時，設每個支路電流相量為f，在系統正常運行時，通過下式校核流入封閉區域的支路電流的相量值
7.根據權利要求I所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述步驟3包括以下步驟 步驟3-1 :等電壓搜索法校驗與拓撲形態具有約束關係的電壓測量數據； 所述電壓測量數據包括電壓的採樣值、相量值和幅值；校核前先根據零阻抗設備的狀態進行拓撲搜索識別，形成等電位區域，再校核電壓測量數據，校核依據是經零阻抗連接的各節點電壓相等； 步驟3-2 :基於約束關係推理法校驗具有約束關係的數據； a)在正常運行情況下，若關聯的數據間不滿足防誤聯鎖規則，則判定相關數據存在錯誤，將置信度較低的數據標記為可疑； b)採用數值量與狀態量的約束關係進行數據校核；判據為斷開的斷路器或刀閘位置流經的電流測量值為零，電壓互感器刀閘斷開，所採電壓測量數據理論值為零； c)採用三相不平衡度來校核數據的合理性； 設三相電壓或電流相量的正序分量為負序分量力f，則相量的不平衡度λ表示為
8.根據權利要求I所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述步驟4中，在檢出上層數據異常後，根據已配置的關聯規則，利用該數據的基礎數據進行重新計算，如果基礎數據完整性也異常，則找出下一級基礎數據進行計算，若計算結果通過完整性校核，則替代異常的上層數據。
9.根據權利要求I所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於所述步驟5中，跳變檢測法校驗交流電氣量相鄰兩個時間點的採樣值和相量值的合理性 設被測交流信號頻率為f，初相角為％，採樣頻率為fs，滿足fs > 2f，A為被測對於任意信號的幅值，對交流信號gW = Asm{lTft+ φα)，相鄰兩個採樣值之差可表示為
10.根據權利要求I所述的多參量融合的變電站數據完整性校核方法，其特徵在於分別通過站控層網絡、SV網絡和GOOSE網絡，獲取與所述網絡相連接設備採集或存儲的狀態量和數值量數據，並按所配置的數據關聯關係，進行數據完整性校核，並將校核結果返回至數據源端，站控層數據的校核結果經站控層網絡反饋至監控主機、數據伺服器及PMU/PDC裝置；間隔層和過程層數據的校核結果經GOOSE網絡分別反饋至間隔層和過程層裝置。
全文摘要
本發明提供一種多參量融合的變電站數據完整性校核方法，所述方法根據數據關聯關係採用以下相應校驗步驟加權表決法校驗同源採集數據；電流累加法校驗流入封閉區域的電流的測量數據；等電壓搜索法或基於約束關係推理法校驗具有約束關係的數據；溯源計算法校驗同一數據的不同形態；跳變檢測法校驗交流電氣量相鄰兩個時間點的採樣值和相量值的合理性。本發明提供的多參量融合的變電站數據完整性校核方案從時間和空間多個維度對不同形態的數據進行完整性校核，系統性的評估和提升基礎數據質量，從而提升變電站數據的可靠性和可用性。
文檔編號G01R31/00GK102798776SQ201210251418
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者吳豔平, 倪益民, 姜玉磊, 竇仁暉, 姚志強, 耿明志, 趙東坡 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網公司