一種有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，屬于電力系統(tǒng)能量管理、監(jiān)視領(lǐng)域，尤其涉及 一種有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力系統(tǒng)五大體系下，能量管理系統(tǒng)（EMS)處理的數(shù)據(jù)量迅速增長(zhǎng)，這些數(shù)據(jù) 包括電網(wǎng)及其相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為各級(jí)電網(wǎng)調(diào)控、管理、運(yùn)維、分析提供基礎(chǔ)支撐，但 EMS受采集設(shè)備、通訊設(shè)備、通訊條件、人員等因素影響，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)突變，毛刺，空點(diǎn)等與電 網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行不一致的壞數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)在宏觀上無規(guī)律性，一定條件下會(huì)嚴(yán)重干擾電網(wǎng)的 穩(wěn)定運(yùn)行，成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的極大隱患。
[0003] 目前，針對(duì)電力系統(tǒng)壞數(shù)據(jù)的研宄主要包括基于電路定律的辨識(shí)方法研宄和基于 歷史數(shù)據(jù)的辨識(shí)方法研宄?；陔娐范傻姆椒ㄖ凶钪氖菭顟B(tài)估計(jì)及其變種算法，但 是其不可避免的存在"殘差污染"和"殘差淹沒"等問題，從而容易造成誤辨或漏辨，另外 由于需要求解非線性方程組，計(jì)算量大，耗時(shí)長(zhǎng)；基于歷史數(shù)據(jù)的方法主要有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 法、時(shí)間序列法、聚類分析法等，其從海量歷史數(shù)據(jù)中挖掘電網(wǎng)運(yùn)行的規(guī)律，通過提取特征 曲線修正不滿足規(guī)律的毛刺、空點(diǎn)等奇異點(diǎn)，這些方法對(duì)于運(yùn)行規(guī)律過度依賴，對(duì)非常規(guī)曲 線容易造成誤辨。
[0004] 隨著信息時(shí)代的蓬勃發(fā)展，電網(wǎng)數(shù)據(jù)呈爆炸式增長(zhǎng)，辨識(shí)算法在追求高精度的同 時(shí)也需要具備實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性。云計(jì)算作為一種薪新的計(jì)算模式已逐步深入人心，Apache 的開源項(xiàng)目Hadoop以其卓越的海量數(shù)據(jù)批處理能力聞名遐邇，但其對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理能 力較差，Twitter出于自身業(yè)務(wù)需求研發(fā)了一款實(shí)時(shí)云計(jì)算框架-Storm并將其開源。Storm 將數(shù)據(jù)當(dāng)作流進(jìn)行處理，擁有處理高頻海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分布計(jì)算能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在 的問題，提尚計(jì)算效率。
[0006] 本發(fā)明提供的有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法包括以下步驟：一、根據(jù)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓 撲結(jié)構(gòu)情況，依據(jù)開關(guān)量信息經(jīng)散列函數(shù)生成唯一標(biāo)識(shí)符，通過搜索該標(biāo)識(shí)符生成網(wǎng)絡(luò)分 塊規(guī)則或從數(shù)據(jù)庫(kù)在線調(diào)用對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分塊規(guī)則，將母網(wǎng)分割為一系列子網(wǎng)；二、依據(jù)節(jié) 點(diǎn)、支路遙測(cè)配置與采集的有功信息，對(duì)母網(wǎng)以及各子網(wǎng)進(jìn)行有功數(shù)據(jù)初始化，填充各節(jié) 點(diǎn)、支路有功信息，其中節(jié)點(diǎn)包含注入有功功率數(shù)據(jù)，支路包括兩側(cè)支路功率；三、在云環(huán)境 中，對(duì)各子網(wǎng)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)校對(duì)稽查，利用冗余信息修正可疑數(shù)據(jù)；四、母網(wǎng)整合各子網(wǎng) 辨識(shí)與修正結(jié)果并對(duì)進(jìn)行統(tǒng)籌辨識(shí)，對(duì)剩余的可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)與修正。
[0007] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有方法的諸多不足，辨識(shí)與修正同步進(jìn)行，充分利用了分布式存 儲(chǔ)與計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，通過將電網(wǎng)拓?fù)溆枰圆鸱?，各子網(wǎng)在實(shí)時(shí)云計(jì)算平臺(tái)storm中進(jìn)行并行 辨識(shí)與修正，具有很好的加速比與可擴(kuò)展性。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明的主要過程示意圖
[0009] 圖2是本發(fā)明的9節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞謮K示意圖 [0010] 圖3是本發(fā)明的序列化傳輸與反序列化過程示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本 發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種 等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0012] 圖1為本發(fā)明提供的云計(jì)算環(huán)境下的有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法過程示意圖，下 面結(jié)合圖1詳細(xì)說明所述方法主要步驟：
[0013] 步驟1，母網(wǎng)拓?fù)浞謮K。隨開關(guān)位置的不同，電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟矔?huì)不斷變化，對(duì)應(yīng)于 每種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚a(chǎn)生一種唯一的拓?fù)湔?，摘要生成的?guī)則為對(duì)開關(guān)位置進(jìn)行二進(jìn)制編碼， 閉合與斷開分別為1和0,對(duì)整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)按順序排列編碼從而獲得二進(jìn)制編碼 串，串的長(zhǎng)度隨網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的增長(zhǎng)而增大，為了獲得統(tǒng)一長(zhǎng)度的拓?fù)湔?，?duì)二進(jìn)制編碼串 進(jìn)行散列處理，散列函數(shù)可取MD5, SHA等。依據(jù)待辨識(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼獜臄?shù)據(jù)庫(kù)搜索對(duì)應(yīng) 的分塊規(guī)則，如對(duì)應(yīng)摘要不存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中，則采用寬度優(yōu)先遍歷算法對(duì)拓?fù)鋱D進(jìn)行分塊 規(guī)則生成，具體方式如下：
[0014] 根據(jù)輸入的分塊數(shù)計(jì)算每個(gè)子網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)N，從邊界節(jié)點(diǎn)開始依據(jù)寬度優(yōu)先遍歷 選取最近的N個(gè)節(jié)點(diǎn)從母網(wǎng)中分離形成子網(wǎng)X，如分離使得母網(wǎng)不再是連通圖，則統(tǒng)計(jì)每 個(gè)子圖的節(jié)點(diǎn)數(shù)，節(jié)點(diǎn)數(shù)如果遠(yuǎn)小于N則歸入X，如近似等于N則作為新子網(wǎng)Y，如遠(yuǎn)大于 N則對(duì)其進(jìn)行子網(wǎng)分塊，其中遠(yuǎn)小于，遠(yuǎn)大于的判定標(biāo)準(zhǔn)可設(shè)置為節(jié)點(diǎn)數(shù)之差小于或大于
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 1) 根據(jù)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)情況，生成網(wǎng)絡(luò)分塊規(guī)則或從數(shù)據(jù)庫(kù)在線調(diào)用對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò) 分塊規(guī)則，將母網(wǎng)分割為一系列子網(wǎng)； 2) 依據(jù)節(jié)點(diǎn)、支路遙測(cè)配置與采集的有功信息，對(duì)母網(wǎng)以及各子網(wǎng)進(jìn)行有功數(shù)據(jù)初始 化，填充各節(jié)點(diǎn)、支路有功信息； 3) 在云環(huán)境中，對(duì)各子網(wǎng)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)校對(duì)稽查，利用冗余信息修正可疑數(shù)據(jù)； 4) 母網(wǎng)整合各子網(wǎng)修正結(jié)果并對(duì)進(jìn)行統(tǒng)籌辨識(shí)，修正剩余的可疑數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，其特征在于，第一步驟中，僅在 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第一次出現(xiàn)的情況下生成網(wǎng)絡(luò)分塊規(guī)則，并將該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與分塊規(guī)則存入數(shù) 據(jù)庫(kù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，其特征在于，第二步驟中，對(duì)于 無測(cè)點(diǎn)的有功數(shù)據(jù)使用隨機(jī)大數(shù)填充。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，其特征在于，第三步驟中，能使 式（1)或式（2)成立的數(shù)據(jù)作為好數(shù)據(jù)，并且當(dāng)支路一側(cè)功率已辨識(shí)為好數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)式 (3)對(duì)另一側(cè)可疑功率數(shù)據(jù)進(jìn)行修正：
(2) Pij=-Pji ⑶ 式（1) - (3)中，Pi為節(jié)點(diǎn)i注入功率，C 與節(jié)點(diǎn)i相連的節(jié)點(diǎn)集合，P U為支路i-j且 起點(diǎn)為i的支路功率，s i，δ U分別為節(jié)點(diǎn)i、支路i-j對(duì)應(yīng)的辨識(shí)閾值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，其特征在于，第四步驟中，對(duì)剩 余的未辨識(shí)數(shù)據(jù)，能使所述式（2)成立的數(shù)據(jù)作為好數(shù)據(jù)，根據(jù)所述式（3)修正對(duì)側(cè)支路功 率，在此之后，若仍存在未辨識(shí)數(shù)據(jù)，則將能使公式（4)成立的數(shù)據(jù)作為好數(shù)據(jù)，并用公式 (5)修正對(duì)應(yīng)支路功率：
式（4)、（5)中，Pp Pj分別為節(jié)點(diǎn)i，j注入功率，C i、Cj分別為與節(jié)點(diǎn)i、j相連的節(jié)點(diǎn) 集合，Pu為支路i_j且起點(diǎn)為i的支路功率，S ' u分別為節(jié)點(diǎn)i與j對(duì)應(yīng)的聯(lián)合辨識(shí)閾 值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，其特征在于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)開 關(guān)位置數(shù)字化后經(jīng)散列函數(shù)計(jì)算生成。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種有功壞數(shù)據(jù)辨識(shí)與修正方法，屬于電力系統(tǒng)能量管理、監(jiān)視領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：一、根據(jù)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)情況，生成網(wǎng)絡(luò)分塊規(guī)則或從數(shù)據(jù)庫(kù)在線調(diào)用對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分塊規(guī)則，將母網(wǎng)分割為一系列子網(wǎng)；二、依據(jù)節(jié)點(diǎn)、支路遙測(cè)配置與采集的有功信息，對(duì)母網(wǎng)以及各子網(wǎng)進(jìn)行有功數(shù)據(jù)初始化，填充各節(jié)點(diǎn)、支路有功信息；三、在云環(huán)境中，對(duì)各子網(wǎng)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)校對(duì)稽查，利用冗余信息修正可疑數(shù)據(jù)；四、母網(wǎng)整合各子網(wǎng)修正結(jié)果并對(duì)進(jìn)行統(tǒng)籌辨識(shí)，修正剩余的可疑數(shù)據(jù)。本發(fā)明克服了現(xiàn)有狀態(tài)估計(jì)存在的“殘差污染”與“殘差淹沒”或計(jì)算量大的缺點(diǎn)。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號(hào)】CN104766248
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510182201
【發(fā)明人】蔣浩, 姚鵬, 楊志強(qiáng), 徐春雷, 蘇大威, 余璟
【申請(qǐng)人】東南大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司徐州供電公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月16日