電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)，獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率。根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。由于電網(wǎng)的有功功率相對(duì)比較穩(wěn)定，根據(jù)歷史有功功率利用時(shí)間序列算法對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)有功功率。然后根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，利用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度高，可有效對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障，避免電能質(zhì)量問(wèn)題造成的影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能質(zhì)量預(yù)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電能質(zhì)量問(wèn)題可分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題和暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題。其中，穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題包括電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡、短時(shí)閃變及諧波等問(wèn)題。電能質(zhì)量問(wèn)題多種多樣，造成的危害也有所不同。例如，電壓偏差產(chǎn)生的危害是很明顯的，電壓偏高將損壞絕緣設(shè)備，電壓偏低將使異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低從而影響產(chǎn)品質(zhì)量等。頻率偏差的影響是當(dāng)頻率偏低時(shí)，汽輪機(jī)低壓級(jí)葉片將由于振動(dòng)加大而產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生斷落事故；頻率的降低也將引起交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低，更加影響火電廠的出力，引起頻率下降的惡性循環(huán)，頻率的下降也會(huì)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003]傳統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)控方法是在電網(wǎng)的敏感節(jié)點(diǎn)部署了電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)電能質(zhì)量智能信息系統(tǒng)中，對(duì)采集的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)估，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量報(bào)警或預(yù)警。但這種方法存在準(zhǔn)確性低的缺點(diǎn)，無(wú)法有效對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種準(zhǔn)確性高的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)。
[0005]一種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟:獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，所述歷史數(shù)據(jù)包括歷史有功功率和與所述歷史有功功率對(duì)應(yīng)的歷史電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率；根據(jù)所述預(yù)`測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率的步驟，包括以下步驟:
[0007]根據(jù)所述歷史有功功率建立序列，建立非平穩(wěn)時(shí)間序列；
[0008]根據(jù)所述非平穩(wěn)時(shí)間序列建立時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，具體為
[0009]Φ (L) Ddyt = θ 0+Θ (L) Ut
[0010]其中，yt為所述非平穩(wěn)時(shí)間序列，Φ (L)和O(L)分別為P階自回歸算子和q階移動(dòng)平均算子，θ ^為漂移項(xiàng)，Ut為預(yù)設(shè)參數(shù)序列，Ddyt表示對(duì)yt進(jìn)行d次差分后的平穩(wěn)過(guò)程；
[0011]根據(jù)所述時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型得到平穩(wěn)時(shí)間序列，并計(jì)算初始預(yù)測(cè)有功功率，具體為:
[0012]y/ = Φ iYt-ι+ Φ 2lt-2+'"' + ^ ΡΥΡ-ι+ ε t+ ε t_ θ ι ε θ 2 ε t-2 θ q ε t-q
[0013]其中，y/表示t時(shí)刻的初始預(yù)測(cè)有功功率，Yt^1表示t-Ι時(shí)刻的歷史有功功率，P和q分別為自回歸階數(shù)和移動(dòng)平均階數(shù)，Φρ Θ i為模型參數(shù)且不能為0，et, ε^,ε &表不白噪聲序列；
[0014]對(duì)所述平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行反變換得到反變換序列，并將所述初始預(yù)測(cè)有功功率作為所述反變換序列的輸入，得到所述預(yù)測(cè)有功功率。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟，包括以下步驟:
[0016]建立回歸分析模型，具體為
[0017]Yi = f (X) = Coexp(CiX)
[0018]其中，自變量X為預(yù)測(cè)有功功率，應(yīng)變量Yi為預(yù)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，C(l、Ci為模型參數(shù)，模型參數(shù)C(l、Ci通過(guò)根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)，利用線性擬合方法計(jì)算確定；
[0019]將所述預(yù)測(cè)有功功率作為所述回歸分析模型的輸入，計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)的步驟之后，所述根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率的步驟之前，還包括以下步驟:
[0021]對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL處理， 得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0022]根據(jù)所述多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)建立度量值表和多個(gè)維度表，得到多維分析模型。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟之后，還包括以下步驟:
[0024]獲取所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0025]將所述預(yù)測(cè)有功功率、預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)、實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)存入所述多維分析模型的度量值表中，并建立實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表。
[0026]一種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0027]提取模塊，用于獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，所述歷史數(shù)據(jù)包括歷史有功功率和與所述歷史有功功率對(duì)應(yīng)的歷史電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0028]處理模塊，用于根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率；
[0029]預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0030]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述處理模塊包括:
[0031]第一處理單元，用于根據(jù)所述歷史有功功率建立序列，建立非平穩(wěn)時(shí)間序列；
[0032]第二處理單元，用于根據(jù)所述非平穩(wěn)時(shí)間序列建立時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，具體為
[0033]Φ (L) Ddyt = Θ 0+ ? (L) Ut
[0034]其中，yt為所述非平穩(wěn)時(shí)間序列，Φ (L)和O(L)分別為P階自回歸算子和q階移動(dòng)平均算子，Θ ^為漂移項(xiàng)，Ut為預(yù)設(shè)參數(shù)序列，Ddyt表示對(duì)yt進(jìn)行d次差分后的平穩(wěn)過(guò)程；
[0035]第三處理單元，用于根據(jù)所述時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型得到平穩(wěn)時(shí)間序列，并計(jì)算初始預(yù)測(cè)有功功率，具體為:
[0036]y/ = Φ iYt-ι+ Φ 2lt-2+'"' + ^ ΡΥΡ-ι+ ε t+ ε t_ θ ι ε θ 2 ε t-2 θ q ε t-q[0037]其中，yt'表示t時(shí)刻的初始預(yù)測(cè)有功功率，Yt-1表示t-1時(shí)刻的歷史有功功率，P和q分別為自回歸階數(shù)和移動(dòng)平均階數(shù)，Φi 、θ i為模型參數(shù)且不能為0，εt, εt-1,εt-2...
εt-q表不白噪聲序列；
[0038]第四處理單元，用于對(duì)所述平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行反變換得到反變換序列，并將所述初始預(yù)測(cè)有功功率作為所述反變換序列的輸入，得到所述預(yù)測(cè)有功功率。
[0039]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)測(cè)模塊包括:
[0040]建模單元，用于建立回歸分析模型，具體為
[0041]Yi = f (X) = Coexp(CiX)
[0042]其中，自變量X為預(yù)測(cè)有功功率，應(yīng)變量Yi為預(yù)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，C0、Ci為模型參數(shù)，模型參數(shù)C0、Ci通過(guò)根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)，利用線性擬合方法計(jì)算確定；
[0043]預(yù)測(cè)單元，用于將所述預(yù)測(cè)有功功率作為所述回歸分析模型的輸入，計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0044]在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)還包括:
[0045]建庫(kù)模塊，用于在所述提取模塊獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)之后，所述處理模塊根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率之前，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL處理，得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0046]建模模塊，用于根據(jù)所述多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)建立度量值表和多個(gè)維度表，得到多維分析模型。
[0047]在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)還包括:
[0048]采集模塊，用于在所述預(yù)測(cè)模塊根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)之后，獲取所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0049]存儲(chǔ)模塊，用于將所述預(yù)測(cè)有功功率、預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)、實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)存入所述多維分析模型的度量值表中，并建立實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表。
[0050]上述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)，獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率。根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。由于電網(wǎng)的有功功率相對(duì)比較穩(wěn)定，根據(jù)歷史有功功率利用時(shí)間序列算法對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)有功功率。然后根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，利用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度高，可有效對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障，避免電能質(zhì)量問(wèn)題造成的影響。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1為一實(shí)施例中電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法的流程圖；
[0052]圖2為另一實(shí)施例中電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法的流程圖；
[0053]圖3為一實(shí)施例中電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0054]圖4為另一實(shí)施例中電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0055]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0056]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0057]—種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0058]步驟SllO:獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。
[0059]電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)到的歷史數(shù)據(jù)，可從電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)包括歷史有功功率和與歷史有功功率對(duì)應(yīng)的歷史電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)可包括電壓偏差、頻率偏差、負(fù)序電壓不平衡度、總諧波畸變率和短時(shí)電壓波動(dòng)與閃變等。電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)設(shè)時(shí)間段為預(yù)先設(shè)置，用于確定參考數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍，具體可以是預(yù)測(cè)時(shí)間段的前I個(gè)月、前3個(gè)月、前5個(gè)月等。以預(yù)設(shè)時(shí)間段為預(yù)測(cè)時(shí)間段的前I個(gè)月為例，若需要預(yù)測(cè)9月I日的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，則歷史數(shù)據(jù)包括8月I日至8月31日每天所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的有功功率和電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。其中有功功率可由監(jiān)測(cè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)采集得到，電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)則是通過(guò)軟件包計(jì)算后得到。
[0060]步驟S140:根據(jù)歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率。
[0061]由于歷史數(shù)據(jù)是從多`個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取的，當(dāng)需要對(duì)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)選用該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史有功功率來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，避免因數(shù)據(jù)采集地點(diǎn)不同等環(huán)境因素對(duì)計(jì)算造成影響，提高計(jì)算準(zhǔn)確性。步驟S140具體可包括步驟142至步驟148。
[0062]步驟142:根據(jù)歷史有功功率建立序列，建立非平穩(wěn)時(shí)間序列。
[0063]將獲取的歷史有功功率按時(shí)間順序進(jìn)行排序，得到非平穩(wěn)時(shí)間序列。
[0064]步驟144:根據(jù)非平穩(wěn)時(shí)間序列建立時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型。具體為
[0065]Φ (L) Ddyt = θ ο+Θ (L) Ut
[0066]其中，yt為非平穩(wěn)時(shí)間序列，Φ (L)和O(L)分別為P階自回歸算子和q階移動(dòng)平均算子，θ ^為漂移項(xiàng)，Ut為預(yù)設(shè)參數(shù)序列，Ddyt表示對(duì)It進(jìn)行d次差分后的平穩(wěn)過(guò)程。
[0067]本實(shí)施例中通過(guò)差分變換對(duì)非平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行平穩(wěn)化、均值處理，差分次數(shù)即作為時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型中的d，而時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型中的自回歸階數(shù)P和移動(dòng)平均階數(shù)q可用AIC準(zhǔn)則來(lái)判斷。
[0068]步驟146:根據(jù)時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型得到平穩(wěn)時(shí)間序列，并計(jì)算初始預(yù)測(cè)有功功率。具體為:
[0069]y/ = Φ iYt-ι+ Φ 2lt-2+'"' + ^ ΡΥΡ-ι+ ε t+ ε t_ θ ι ε θ 2 ε t-2 θ q ε t-q
[0070]其中，y/表示t時(shí)刻的初始預(yù)測(cè)有功功率，Yt^1表示t-Ι時(shí)刻的歷史有功功率，P和q分別為自回歸階數(shù)和移動(dòng)平均階數(shù)，Φ? (1=1，2，...，？)和Qi (i=l，2，...，q)為模
型參數(shù)且不能為O, ε t, ε t_1； ε t_2…ε t_q表示白噪聲序列。
[0071]模型參數(shù)Φρ 91可采用矩陣計(jì)法來(lái)估計(jì)，即利用非平穩(wěn)時(shí)間序列的自相關(guān)函數(shù)，建立Yule-Walker方程，從中求得模型參數(shù)Φρ Θ i的估計(jì)值。此外，在時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型建好后，還可通過(guò)最小二乘法對(duì)模型參數(shù)Φρ Gi進(jìn)行精確求解，進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度。對(duì)于自回歸階數(shù)P、移動(dòng)平均階數(shù)q和模型參數(shù)Φρ Gi，均通過(guò)現(xiàn)有算法進(jìn)行計(jì)算得到，在此不作贅述。
[0072]將歷史有功功率代入上述平穩(wěn)時(shí)間序列，便可計(jì)算出初始預(yù)測(cè)有功功率。[0073]步驟148:對(duì)平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行反變換得到反變換序列，并將初始預(yù)測(cè)有功功率作為反變換序列的輸入，得到預(yù)測(cè)有功功率。
[0074]由于是對(duì)非平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行d次差分處理得到的平穩(wěn)時(shí)間序列，此處的反變換即是對(duì)平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行d次積分處理，得到反變換序列。再將步驟146中得到的初始預(yù)測(cè)有功功率作為反變換序列的輸入，計(jì)算得到預(yù)測(cè)有功功率。
[0075]本實(shí)施例中預(yù)測(cè)時(shí)間段為I天，因?yàn)殡娔苜|(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中有功功率的監(jiān)測(cè)值每天都會(huì)得到更新，時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型模型每天都可根據(jù)數(shù)據(jù)源的更新而不斷調(diào)整，有利于時(shí)間序列挖掘結(jié)構(gòu)的不斷修正。同樣以預(yù)設(shè)時(shí)間段為8月I日至8月31日為例，對(duì)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，則是獲取該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的8月I日至8月31日每天的有功功率，對(duì)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0076]步驟S150:根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0077]由于電網(wǎng)的有功功率相對(duì)比較穩(wěn)定，通過(guò)預(yù)測(cè)到的有功功率來(lái)對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可確保預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。在已計(jì)算出預(yù)測(cè)有功功率的基礎(chǔ)上，利用回歸分析法便可對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0078]回歸分析法是在掌握大量觀察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立因變量與自變量之間回歸關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式。由于有功功率與電能質(zhì)量指標(biāo)之間并不是單純的線性關(guān)系，因此本發(fā)明中使用一元非線性回歸分析方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。步驟S150具體可可包括步驟152至步驟154。
[0079]步驟152:建立回歸分析模型。具體模型公式為
[0080]Yi = f (X) = c0exp (CiX)
[0081]即本實(shí)施例中選擇指數(shù)函數(shù)作為一元非線性回歸函數(shù)。其中，自變量X為預(yù)測(cè)有功功率，應(yīng)變量Yi為預(yù)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，C0, Ci為模型參數(shù)。
[0082]模型參數(shù)C(l、Ci通過(guò)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，利用線性擬合方法計(jì)算回歸分析模型中的模型參數(shù)。具體為將歷史數(shù)據(jù)代入上述模型公式，判斷模型公式的擬合度，并對(duì)模型參數(shù)C(l、Ci進(jìn)行估算，最后確定模型表達(dá)式。以電壓偏差預(yù)測(cè)為例，將歷史有功功率代入上式，計(jì)算出電壓偏差預(yù)測(cè)值，與對(duì)應(yīng)的歷史電壓偏差值比較，判斷模型公式的擬合度。模型公式的擬合度檢驗(yàn)指標(biāo)是回歸平方和在總平方和中所占的比例。擬合度越高，說(shuō)明因變量的變異中較多的部分由自變量引起的。若擬合度為0，則說(shuō)明自變量與因變量沒(méi)有相關(guān)性。可以理解，模型參數(shù)CO、Ci因所要預(yù)測(cè)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同而取值不同，即針對(duì)預(yù)測(cè)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同，選用不同的模型參數(shù)值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。[0083]步驟154:將預(yù)測(cè)有功功率作為回歸分析模型的輸入，計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0084]以預(yù)測(cè)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的電壓偏差為例，回歸分析模型選用與電壓偏差預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)值，將對(duì)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的預(yù)測(cè)有功功率代入回歸分析模型，便可得到該監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的預(yù)測(cè)電壓偏差值。
[0085]上述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率。根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。由于電網(wǎng)的有功功率相對(duì)比較穩(wěn)定，根據(jù)歷史有功功率利用時(shí)間序列算法對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)有功功率。然后根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，利用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度高，可有效對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障，避免電能質(zhì)量問(wèn)題造成的影響。
[0086]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，步驟SllO之后，步驟S140之前，還可包括以下步驟:
[0087]步驟S120:對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL處理，得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0088]ETL (Extraction-Transformation-Loading,數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換和加載)處理即是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的來(lái)源或類(lèi)型等對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)。例如根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)所屬單位、采集通道和采集日期等進(jìn)行數(shù)據(jù)分類(lèi)，還可對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)中的電壓偏差、頻率偏差、負(fù)序電壓不平衡度、總諧波畸變率和短時(shí)電壓波動(dòng)與閃變等進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)，得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0089]步驟S130:根據(jù)多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)建立度量值表和多個(gè)維度表，得到多維分析模型。
[0090]根據(jù)多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)建立度量值表，并根據(jù)多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)建立多個(gè)維度表，如監(jiān)測(cè)點(diǎn)維度表、通道維度表和時(shí)間維度表等，得到多維分析模型。本實(shí)施例中在建立度量值表時(shí)，采用各項(xiàng)指標(biāo)的CP95值作為度量值。CP95值即是指取測(cè)量時(shí)段內(nèi)前95%個(gè)值中最大的值，提高了可信度與參考價(jià)值。
[0091]步驟S120和步驟S130即是對(duì)步驟SllO從電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類(lèi)處理，便于用戶(hù)查看管理。此外，后續(xù)步驟中計(jì)算預(yù)測(cè)有功功率時(shí)，在確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)后可直接從多維分析模型中獲取該監(jiān)測(cè)點(diǎn)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，而無(wú)需用戶(hù)從各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的所有歷史數(shù)據(jù)中尋找，節(jié)省了時(shí)間。
[0092]在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S150之后，還包括以下步驟:
[0093]步驟S160:獲取預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0094]步驟S170:將預(yù)測(cè)有功功率、預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)、實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)存入多維分析模型的度量值表中，并建立實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表。
[0095]同樣以預(yù)測(cè)時(shí)間段為9月I日為例，由于電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中每天都會(huì)有新監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)入庫(kù)，當(dāng)9月I日的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)已經(jīng)采集到并入庫(kù)后，獲取這些實(shí)際數(shù)據(jù)，并與之前對(duì)9月I日的預(yù)測(cè)有功功率和預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)一起存入多維分析模型的度量值表中，并新建一個(gè)實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表，以便于用戶(hù)對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較研究，還利于為電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法的進(jìn)一步改進(jìn)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)天數(shù)可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整。
[0096]此外，本發(fā)明還提供了一種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，如圖3所示，包括提取模塊110、處理模塊120和預(yù)測(cè)模塊130。
[0097]提取模塊110用于獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。
[0098]電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)所有監(jiān)測(cè)到的歷史數(shù)據(jù)，可從電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)包括歷史有功功率和與歷史有功功率對(duì)應(yīng)的歷史電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)可包括電壓偏差、頻率偏差、負(fù)序電壓不平衡度、總諧波畸變率和短時(shí)電壓波動(dòng)與閃變等。電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)設(shè)時(shí)間段為預(yù)先設(shè)置，用于確定參考數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍，具體可以是預(yù)測(cè)時(shí)間段的前I個(gè)月、前3個(gè)月、前5個(gè)月等。以預(yù)設(shè)時(shí)間段為預(yù)測(cè)時(shí)間段的前I個(gè)月為例，若需要預(yù)測(cè)9月I日的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，則歷史數(shù)據(jù)包括8月I日至8月31日每天所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的有功功率和電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。其中有功功率可由監(jiān)測(cè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)采集得到，電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)則是通過(guò)軟件包計(jì)算后得到。
[0099]處理模塊120用于根據(jù)歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率。
[0100]由于歷史數(shù)據(jù)是從多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取的，當(dāng)需要對(duì)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)選用該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史有功功率來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，避免因數(shù)據(jù)采集地點(diǎn)不同等環(huán)境因素對(duì)計(jì)算造成影響，提高計(jì)算準(zhǔn)確性。處理模塊120具體可包括第一處理單元、第二處理單元、第三處理單元和第四處理單元。
[0101]第一處理單元用于根據(jù)歷史有功功率建立序列，建立非平穩(wěn)時(shí)間序列。
[0102]將獲取的歷史有功功率按時(shí)間順序進(jìn)行排序，得到非平穩(wěn)時(shí)間序列。
[0103]第二處理單元用于根據(jù)非平穩(wěn)時(shí)間序列建立時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型。具體為
[0104]Φ (L)Ddyt = θ ο+Θ (U Ut
[0105]其中，yt為非平穩(wěn)時(shí)間序列，Φ (L)和O(L)分別為P階自回歸算子和q階移動(dòng)平均算子，θ ^為漂移項(xiàng)，Ut為預(yù)設(shè)參數(shù)序列，Ddyt表示對(duì)It進(jìn)行d次差分后的平穩(wěn)過(guò)程.[0106]本實(shí)施例中通過(guò)差分變換對(duì)非平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行平穩(wěn)化、均值處理，差分次數(shù)即作為時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型中的d，而時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型中的自回歸階數(shù)P和移動(dòng)平均階數(shù)q可用AIC準(zhǔn)則來(lái)判斷。
[0107]第三處理單元用于根據(jù)時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型得到平穩(wěn)時(shí)間序列，并計(jì)算初始預(yù)測(cè)有功功率。具體為:
[0108]y/ = Φ iYt-ι+ Φ 2lt-2+'"' + ^ ΡΥΡ-ι+ ε t+ ε t_ θ ι ε θ 2 ε t-2 θ q ε t-q
[0109]其中，y/表示t時(shí)刻的初始預(yù)測(cè)有功功率，Yt^1表示t-Ι時(shí)刻的歷史有功功率，P和q分別為自回歸階數(shù)和移動(dòng)平均階數(shù)，Φ? (1=1，2，...，？)和Qi (i=l，2，...，q)為模型參數(shù)且不能為O, ε t, ε t_1； ε t_2…ε t_q表示白噪聲序列。
[0110]模型參數(shù)Φρ 91可采用矩陣計(jì)法來(lái)估計(jì)，即利用非平穩(wěn)時(shí)間序列的自相關(guān)函數(shù)，建立Yule-Walker方程，從中求得模型參數(shù)Φρ Θ i的估計(jì)值。此外，在時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型建好后，還可通過(guò)最小二乘法對(duì)模型參數(shù)Φρ Gi進(jìn)行精確求解，進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度。對(duì)于自回歸階數(shù)P、移動(dòng)平均階數(shù)q和模型參數(shù)Φρ Gi，均通過(guò)現(xiàn)有算法進(jìn)行計(jì)算得到，在此不作贅述。
[0111]將歷史有功功率代入上述平穩(wěn)時(shí)間序列，便可計(jì)算出初始預(yù)測(cè)有功功率。[0112]第四處理單元用于對(duì)平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行反變換得到反變換序列，并將初始預(yù)測(cè)有功功率作為反變換序列的輸入，得到預(yù)測(cè)有功功率。
[0113]由于是對(duì)非平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行d次差分處理得到的平穩(wěn)時(shí)間序列，此處的反變換即是對(duì)平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行d次積分處理，得到反變換序列。再第三處理單元得到的初始預(yù)測(cè)有功功率作為反變換序列的輸入，計(jì)算得到預(yù)測(cè)有功功率。
[0114]本實(shí)施例中預(yù)測(cè)時(shí)間段為I天，因?yàn)殡娔苜|(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中有功功率的監(jiān)測(cè)值每天都會(huì)得到更新，時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型模型每天都可根據(jù)數(shù)據(jù)源的更新而不斷調(diào)整，有利于時(shí)間序列挖掘結(jié)構(gòu)的不斷修正。同樣以預(yù)設(shè)時(shí)間段為8月I日至8月31日為例，對(duì)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，則是獲取該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的8月I日至8月31日每天的有功功率，對(duì)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0115]預(yù)測(cè)模塊130用于根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0116]由于電網(wǎng)的有功功率相對(duì)比較穩(wěn)定，通過(guò)預(yù)測(cè)到的有功功率來(lái)對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可確保預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。在已計(jì)算出預(yù)測(cè)有功功率的基礎(chǔ)上，利用回歸分析法便可對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0117]回歸分析法是在掌握大量觀察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立因變量與自變量之間回歸關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式。由于有功功率與電能質(zhì)量指標(biāo)之間并不是單純的線性關(guān)系，因此本發(fā)明中使用一元非線性回歸分析方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)模塊130具體可包括建模單元和預(yù)測(cè)單元。
[0118]建模單元用于建立回歸分析模型。具體模型公式為
[0119]Yi = f (X) = Coexp(CiX)
[0120]即本實(shí)施例中選擇指數(shù)函數(shù)作為一元非線性回歸函數(shù)。其中，自變量X為預(yù)測(cè)有功功率，應(yīng)變量Yi為預(yù)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，C0^Ci為模型參數(shù)。
[0121]模型參數(shù)C(l、Ci通過(guò)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，利用線性擬合方法計(jì)算回歸分析模型中的模型參數(shù)。具體為將歷史數(shù)據(jù)代入上述模型公式，判斷模型公式的擬合度，并對(duì)模型參數(shù)C(l、Ci進(jìn)行估算，最后確定模型表達(dá)式。以電壓偏差預(yù)測(cè)為例，將歷史有功功率代入上式，計(jì)算出電壓偏差預(yù)測(cè)值，與對(duì)應(yīng)的歷史電壓偏差值比較，判斷模型公式的擬合度。模型公式的擬合度檢驗(yàn)指標(biāo)是回歸平方和在總平方和中所占的比例。擬合度越高，說(shuō)明因變量的變異中較多的部分由自變量引起的。若擬合度為0，則說(shuō)明自變量與因變量沒(méi)有相關(guān)性。可以理解，模型參數(shù)C(l、Ci因所要預(yù)測(cè)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同而取值不同，即針對(duì)預(yù)測(cè)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同，選用不同的模型參數(shù)值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
[0122]預(yù)測(cè)單元用于將預(yù)測(cè)有功功率作為回歸分析模型的輸入，計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0123]以預(yù)測(cè)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的電壓偏差為例，回歸分析模型選用與電壓偏差預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)值，將對(duì)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的預(yù)測(cè)有功功率代入回歸分析模型，便可得到該監(jiān)測(cè)點(diǎn)9月I日的預(yù)測(cè)電壓偏差值。
[0124]上述電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，提取模塊110獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，處理模塊120根據(jù)歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率。預(yù)測(cè)模塊130根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。由于電網(wǎng)的有功功率相對(duì)比較穩(wěn)定，根據(jù)歷史有功功率利用時(shí)間序列算法對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)有功功率。然后根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，利用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確度高，可有效對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障，避免電能質(zhì)量問(wèn)題造成的影響。
[0125]在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)還包括建庫(kù)模塊140和建模模塊150。
[0126]建庫(kù)模塊140用于在提取模塊110獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)之后，處理模塊120根據(jù)歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率之前，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL處理，得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0127]ETL (Extraction-Transformation-Loading,數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換和加載)處理即是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的來(lái)源或類(lèi)型等對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)。例如根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)所屬單位、采集通道和采集日期等進(jìn)行數(shù)據(jù)分類(lèi)，還可對(duì)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)中的電壓偏差、頻率偏差、負(fù)序電壓不平衡度、總諧波畸變率和短時(shí)電壓波動(dòng)與閃變等進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)，得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0128]建模模塊150用于根據(jù)多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)建立度量值表和多個(gè)維度表，得到多維分析模型。
[0129]根據(jù)多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)建立度量值表，并根據(jù)多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)建立多個(gè)維度表，如監(jiān)測(cè)點(diǎn)維度表、通道維度表和時(shí)間維度表等，得到多維分析模型。本實(shí)施例中在建立度量值表時(shí)，采用各項(xiàng)指標(biāo)的CP95值作為度量值。CP95值即是指取測(cè)量時(shí)段內(nèi)前95%個(gè)值中最大的值，提高了可信度與參考價(jià)值。
[0130]建庫(kù)模塊140和建模模塊150即是對(duì)提取模塊110從電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類(lèi)處理，便于用于查看管理。此外，后續(xù)處理模塊120計(jì)算預(yù)測(cè)有功功率時(shí)，在確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)后可直接從多維分析模型中獲取該監(jiān)測(cè)點(diǎn)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，而無(wú)需用戶(hù)從各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的所有歷史數(shù)據(jù)中尋找，節(jié)省了時(shí)間。
[0131]在其中一個(gè)實(shí)施例中，電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)還還包括采集模塊160和存儲(chǔ)模塊170。
[0132]采集模塊160用于在預(yù)測(cè)模塊130根據(jù)預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)之后，獲取預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0133]存儲(chǔ)模塊170用于將預(yù)測(cè)有功功率、預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)、實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)存入多維分析模型的度量值表中，并建立實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表。
[0134]同樣以預(yù)測(cè)時(shí)間段為9月I日為例，由于電能質(zhì)量分析數(shù)據(jù)庫(kù)中每天都會(huì)有新監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)入庫(kù)，當(dāng)9月I日的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)已經(jīng)采集到并入庫(kù)后，獲取這些實(shí)際數(shù)據(jù)，并與之前對(duì)9月I日的預(yù)測(cè)有功功率和預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)一起存入多維分析模型的度量值表中，并新建一個(gè)實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表，以便于用戶(hù)對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較研究，還利于為電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法的進(jìn)一步改進(jìn)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)天數(shù)可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行調(diào)整。
[0135]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，所述歷史數(shù)據(jù)包括歷史有功功率和與所述歷史有功功率對(duì)應(yīng)的歷史電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率； 根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率的步驟，包括以下步驟: 根據(jù)所述歷史有功功率建立序列，建立非平穩(wěn)時(shí)間序列； 根據(jù)所述非平穩(wěn)時(shí)間序列建立時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，具體為 Φ (L)Ddyt = 0o+O(L)ut 其中，yt為所述非平穩(wěn)時(shí)間序列，Φ (L)和O(L)分別為P階自回歸算子和q階移動(dòng)平均算子，Θ ^為漂移項(xiàng)，Ut為預(yù)設(shè)參數(shù)序列，Ddyt表示對(duì)It進(jìn)行d次差分后的平穩(wěn)過(guò)程；根據(jù)所述時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型得到平穩(wěn)時(shí)間序列，并計(jì)算初始預(yù)測(cè)有功功率，具體為:
It = ^iyt-1+Iytl+…+ ΦρΥρ-Ι+ ε t+ ε t_ 9 I εθ 2 ε t_2θ q ε t-q 其中，yt’表示t時(shí)刻的初始預(yù)測(cè)有功功率，Yt^1表示t-Ι時(shí)刻的歷史有功功率，P和q分別為自回歸階數(shù)和移動(dòng)平均階數(shù)，Φρ Θ i為模型參數(shù)且不能為0，et, ε^,et_q表示白噪聲序列； 對(duì)所述平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行反變換得到反變換序列，并將所述初始預(yù)測(cè)有功功率作為所述反變換序列的輸入，得到所述預(yù)測(cè)有功功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟，包括以下步驟: 建立回歸分析模型，具體為 Yi = f (X) = C0exp (CiX) 其中，自變量X為預(yù)測(cè)有功功率，應(yīng)變量Yi為預(yù)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，C0, Ci為模型參數(shù)，模型參數(shù)C(l、Ci通過(guò)根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)，利用線性擬合方法計(jì)算確定； 將所述預(yù)測(cè)有功功率作為所述回歸分析模型的輸入，計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)的步驟之后，所述根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率的步驟之前，還包括以下步驟: 對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL處理，得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)； 根據(jù)所述多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)建立度量值表和多個(gè)維度表，得到多維分析模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟之后，還包括以下步驟:獲取所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)； 將所述預(yù)測(cè)有功功率、預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)、實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)存入所述多維分析模型的度量值表中，并建立實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表。
6.一種電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 提取模塊，用于獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，所述歷史數(shù)據(jù)包括歷史有功功率和與所述歷史有功功率對(duì)應(yīng)的歷史電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)； 處理模塊，用于根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率； 預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所述處理模塊包括: 第一處理單元，用于根據(jù)所述歷史有功功率建立序列，建立非平穩(wěn)時(shí)間序列； 第二處理單元，用于根據(jù)所述非平穩(wěn)時(shí)間序列建立時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，具體為 Φ (L)Ddyt = 0o+O(L)ut 其中，yt為所述非平穩(wěn)時(shí)間序列，Φ (L)和O(L)分別為P階自回歸算子和q階移動(dòng)平均算子，Θ ^為漂移項(xiàng)，Ut為預(yù)設(shè)參數(shù)序列，Ddyt表示對(duì)It進(jìn)行d次差分后的平穩(wěn)過(guò)程；第三處理單元，用于根據(jù)所述時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型得到平穩(wěn)時(shí)間序列，并計(jì)算初始預(yù)測(cè)有功功率，具體為:
It = ^iyt-1+Iytl+…+ ΦρΥρ-Ι+ ε t+ ε t_ 9 I εθ 2 ε t_2θ q ε t-q 其中，yt’表示t時(shí)刻的初始預(yù)測(cè)有功功率，Yt^1表示t-Ι時(shí)刻的歷史有功功率，P和q分別為自回歸階數(shù)和移動(dòng)平均階數(shù)，Φρ Θ i為模型參數(shù)且不能為0，et, ε^,et_q表示白噪聲序列； 第四處理單元，用于對(duì)所述平穩(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行反變換得到反變換序列，并將所述初始預(yù)測(cè)有功功率作為所述反變換序列的輸入，得到所述預(yù)測(cè)有功功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)測(cè)模塊包括: 建模單元，用于建立回歸分析模型，具體為 Yi = f (X) = C0exp (CiX) 其中，自變量X為預(yù)測(cè)有功功率，應(yīng)變量Yi為預(yù)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，C0, Ci為模型參數(shù)，模型參數(shù)C(l、Ci通過(guò)根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)，利用線性擬合方法計(jì)算確定； 預(yù)測(cè)單元，用于將所述預(yù)測(cè)有功功率作為所述回歸分析模型的輸入，計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 建庫(kù)模塊，用于在所述提取模塊獲取已監(jiān)測(cè)到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)之后，所述處理模塊根據(jù)所述歷史有功功率，利用時(shí)間序列算法計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的有功功率，得到預(yù)測(cè)有功功率之前，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL處理，得到多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)； 建模模塊，用于根據(jù)所述多維分析數(shù)據(jù)庫(kù)建立度量值表和多個(gè)維度表，得到多維分析模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括:采集模塊，用于在所述預(yù)測(cè)模塊根據(jù)所述預(yù)測(cè)有功功率和歷史數(shù)據(jù)，采用回歸分析法計(jì)算所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)之后，獲取所述預(yù)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)； 存儲(chǔ)模塊，用于將所述預(yù)測(cè)有功功率、預(yù)測(cè)電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)、實(shí)際有功功率和實(shí)際電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)存入所述多維分析模型的度量值表中，并建立實(shí)際值-預(yù)測(cè)值維度表。`
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK103500364SQ201310429678
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王勁, 黃慧紅, 許中, 崔曉飛, 馬智遠(yuǎn), 馬素霞, 王軍, 劉宇, 蘇衛(wèi)衛(wèi), 李絲媛, 陳國(guó)炎, 杜堉榕, 覃煜, 欒樂(lè), 方建 申請(qǐng)人:廣州供電局有限公司, 華北電力大學(xué)