技术摘要：
本发明公开了变电站不同电压等级的电压量测数据归算方法及识别方法，本发明根据计算历史电压量测数据中的不同间隔数据的加权平均值、不同电压等级的归算值；从待识别量测数据中计算出等效电压数据，实现将变电站任意电压等级的电压量测数据自动归算至同一电压等级；本  全部
背景技术：
电压是电力系统安全稳定运行的重要因素，决定了电网运行品质。电压降低会使 电网输送电能损耗增大，还可能危及电网运行的稳定性，发生电压崩溃事故；电压过高要影 响输电、变电站、用户设备的绝缘。 变电站利用变压器将电网电压变成不同电压等级，起着电压变换功能。根据电学 中“并联电路各支路两端电压相等”得到变电站同一电压等级的各间隔一次设备通过母线 实现电气连接，因此各间隔的电压应相等。按照变电站电压等级的分工及作用，高电压等级 的间隔数量较多，达到10余个，而低电压等级的间隔数量较少，有的甚至只有2个间隔。 一次电压经过电压互感器、二次回路、测控装置，传递给变电站监控后台、电力调 度主站等电网数据监测系统。当前有科研机构提出了基于特定机器学习算法利用电网数据 监测系统中的电压数据分析评价电压量测数据的轻微异常。该方法依赖大量同一电压等级 不同间隔电压量测数据，间隔数量越多，识别精度越高；也可以利用变压器铭牌上的设计参 数将不同电压等级电压归算到同一电压等级。该方法未考虑变压器的运行环境和运行条件 对其变比的影响，运行条件发生轻微变化都将导致归算的数值偏离准确值。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是现有的利用变压器铭牌上的设计参数将不同电压 等级电压归算到同一电压等级的方法未考虑变压器的运行环境和运行条件对其变比的影 响，运行条件发生轻微变化都将导致归算的数值偏离准确值，归算的精准度不高，进而影响 电压量测数据异常状态的识别。 本发明提供了解决上述问题的变电站不同电压等级的电压量测数据归算方法，本 发明实现一种自动将变电站任意电压等级的电压量测数据归算到指定电压等级的方法及 电压量测异常识别方法，本发明电压量测归算方法将变电站不同电压等级的电压量测数据 全部归算到同一电压等级，为利用变电站多维电压量测数据识别电压量测异常状态提供了 技术支撑；另外，本发明同时把电压量测归算方法应用到电网电压量测异常识别方法中，为 电网电压量测异常识别提供同一电压等级的电压数据。 本发明通过下述技术方案实现： 变电站不同电压等级的电压量测数据归算方法，该方法包括以下步骤： S1：根据历史电压数据F3，计算变压器m个不同电压等级的加权平均值 其中， m表示变电站电压等级维度，1≤m≤N，N为正整数；tx表示时间时刻，1≤tx≤ts，ts为历史电 压数据文件总的时刻，取正整数；F3的特征为全部为正常电压数据； S2：根据步骤S1，采用以下公式将将变压器m侧电压折算到l侧电压，得到电压归算 6 CN 111600393 A 说　明　书 2/15 页 值 式中， 为变压器m个不同电压等级的加权平均值， 为变压器l个不同电压 等级的加权平均值；tx表示第tx个时刻；ts为时间时刻；1≤l≤N,l≠m，N为正整数； S3：给定待识别电压数据F4，结合步骤S2得到的电压归算值 利用以下公式将 第ty个时刻的第j个间隔的待识别电压数据折算成同一电压等级下的对应电压量测数据 式中， 表示待识别电压数据。 其中：加权平均值：是指在求解均值的过程中，根据个体的贡献程度，给每一个参 与的个体乘以比例系数，使得所求均值更加接近真实值。 变电站间隔：是指变电站设计及建设中，将按照线路进/出线、主变高压侧、主变低 压侧、主变中压侧、母线、母联分别组合而成，每部分称为一个间隔。每个间隔根据设计要求 配置单相或者三相电压互感器。 工作原理是：基于现有的利用变压器铭牌上的设计参数将不同电压等级电压归算 到同一电压等级的方法未考虑变压器的运行环境和运行条件对其变比的影响，运行条件发 生轻微变化都将导致归算的数值偏离准确值，归算的精准度不高；进而影响电压量测数据 异常状态的识别。本发明提供了解决上述问题的变电站不同电压等级的电压量测数据归算 方法，考虑到不同电压互感器及传变回路投入运行后，受运行环境影响，其变比可能轻微偏 离原有设计值，而这些变量均是未知数，同时考虑到电网运行过程中的台账信息能够给出 同一电压等级下每一台电压互感器正常运行的所占比列，进而本发明根据计算的变压器m 个不同电压等级的加权平均值 然后将变压器一侧电压折算到另一侧电压，得到电压 归算值 (特殊情况下，一侧电压折算到同一侧电压时 电压归算值 作为电 压归算系数，针对给定的待识别电压数据，使用输入的待识别电压乘以电压归算系数即可 得到同一电压等级下的对应电压量测数据 本发明根据计算历史电压量测数据中的不同间隔数据的加权平均值、不同电压等 级的归算值；从待识别量测数据中计算出等效电压数据，实现将变电站任意电压等级的电 压量测数据归算至同一电压等级，为利用多维电压量测数据评价电压互感器、二次回路、测 控装置的传变状态提供技术支撑。 进一步地，步骤S1中的所述历史电压数据取自电力系统变电站监控主机或调度主 站或运检管控平台中的多维历史电压数据文件。 进一步地，所述历史电压数据文件中的数据包括同一变电站下的变压器N侧电压 7 CN 111600393 A 说　明　书 3/15 页 数据 包含时间维度、变电站间隔维度、变电站电压等级维度， 表示变电站第m个 电压等级的第tx个时刻、第j个间隔的电压数据；其中tx表示时间维度，代表第tx个时刻，tx 与tx 1之间的时间差与电网电压数据采集系统的采样间隔sam保持一致， Tx 为数据时间长度；m表示变电站电压等级维度，1≤m≤N；j表示变电站间隔维度，代表变电站 同一电压等级第j个间隔，1≤j≤Bm；Bm表示电压等级m的间隔数量。 进一步地，步骤S1中采用以下公式计算变压器m个不同电压等级的加权平均值 式中， 代表第m个电压等级的第j个间隔所占比重， 进一步地，步骤S3中所述待识别电压数据中的数据包括同一个变电站下的变压器 N侧电压数据 表示变电站第m个电压等级、第ty个时刻、第j个间隔的电压数据；其 中ty表示时间维度，代表第ty个时刻，ty与ty 1之间的时间差与电网电压数据采集系统的 采样间隔sam保持一致， Ty为数据时间长度；m表示变电站电压等级维度，1≤m ≤N；j表示变电站间隔维度，代表变电站同一电压等级第j个间隔，1≤j≤Bm；Bm表示电压等 级m的间隔数量。 另一方面，本发明还提供了一种电网电压量测异常识别方法，该方法包括以下步 骤： S0：利用电网电压数据采集系统采集历史电压数据，并形成历史电压数据文件F1； 所述历史电压数据文件F1包括同一变电站、不同间隔、不同电压等级、同一相的电压数据 其中，t1代表时间刻度，取值范围为 T1为F1文件时间长度；sam为电网电 压数据采集系统的采样间隔；i为变电站同一电压等级的不同间隔，取值范围为1≤i≤B，B 为变电站同一电压等级的间隔总数； S1：使用所述的变电站不同电压等级的电压量测数据归算方法，对不同电压等级 的电压量测数据进行归算，归算为同一电压等级的电压量测数据； S2：根据步骤S1，利用闵式距离计算归算处理后的电压数据 各个时刻的距离相 关系数矩阵Dt1； S3：根据步骤S2，利用平均数公式求解各个间隔电压在不同时刻的距离相关系数 的最大值，得到计算后的变电站同一电压等级各个间隔正常电压门槛值 其中k为变 电站同一电压等级的不同间隔； S4：给定待识别电压数据文件F2，待识别电压数据文件F2的电压数据包括同一变 电站、不同间隔、相同电压等级、同一相的电压数据 其中，t2代表时间刻度，取值范围为 T2为F2文件时间长度；sam为电网电压数据采集系统的采样间隔；i为变电站 8 CN 111600393 A 说　明　书 4/15 页 同一电压等级的不同间隔，取值范围为1≤i≤B，B为变电站同一电压等级的间隔总数； 使用所述的变电站不同电压等级的电压量测数据归算方法，对不同电压等级的电 压量测数据进行归算，归算为同一电压等级的电压量测数据； S5：根据步骤S4，利用闵式距离计算所述给定待识别电压数据文件F2中归算处理 后的电压数据 各个时刻的不同间隔距离相关系数矩阵Ut2； S6：结合步骤S3与步骤S5，构建表决矩阵 成员结果的判断条件；当 时， 取值为1；当 时， 取值为0；并比较各个时刻的第i个间隔正常电压门 槛值THD与距离相关系数矩阵Ut2对应成员的大小，得出表决矩阵ft2；其中， 表示Ut2中的 第i行第k列的元素， 表示表决矩阵ft2中的第k行第i列的元素，即所有矩阵的下标表示矩 阵中对应的元素，此后不再一一赘述； S7：根据步骤S6，计算各个时刻的表决矩阵成员代数和 得到各个 间隔的表决加权矩阵sumt2； S8：根据步骤S7，判断连续两个时刻的第i个间隔的表决加权矩阵成员与间隔数一 半的关系，当连续两个时刻的第i个间隔的表决加权矩阵成员大于等于间隔数的一半时， 异常；其余情况，电压数据 正常；判断公式如下： 式中 表示第t2个时刻、第i个间隔的电压数据状态的判断结果。 工作原理是：本发明采用上述方案通过把电压量测归算方法应用到电网电压量测 异常识别方法中，为电网电压量测异常识别提供同一电压等级的电压数据，进而本发明利 用变电站同一电压等级、不同维度电压数据之间的距离相关系数实现电压传变异常状态识 别。具体地，本发明利用给定的电力系统变电站监控主机或调度主站或运检管控平台中的 多维电压历史数据文件(即历史电压数据文件F1)，来自动计算多个间隔之间的距离相关系 数矩阵，学习找出识别电压量测数据异常的门槛值；再利用待识别电压数据文件F2同样计 算多个间隔之间的距离相关系数矩阵，结合利用电压历史数据自动学习到的识别电压量测 数据异常的门槛值判断新的多维电压数据文件中的电压量测数据状态，实现对变电站电压 互感器、二次传变回路、测控装置的电压量测传变状态识别。 本发明能够实现不停电、不检修、不加装硬件，应用现有电网电压数据，提前4-6个 月发现电压互感器CVT量测轻微异常，可防止因“带病运行”造成的电费计量损失、变电站非 计划停电，减少对设备、电网的影响，帮助运检人员跟踪掌握缺陷隐患发展趋势，主动停电 更换或维修缺陷设备，避免设备、电网不安全事件的发生，推动电压互感器CVT精度检查由 “被动定期检修”向“主动研判检修”转变，有效提升电网安全稳定经济运行。 进一步地，步骤S2中的距离相关系数矩阵Dt1，矩阵Dt1的B-1个列是由本间隔电压 9 CN 111600393 A 说　明　书 5/15 页 与其它间隔电压之间的闵式距离构成、B个行是由B个间隔的构成；t1是由1，2，…， 组成， 矩阵Dt1公式表示如下 式中， 表示在t1时刻A相或B相或C相相电压与除自己以外的其它间隔对应相 电压之间的闵式距离。 进一步地，步骤S3中求解各个间隔电压在不同时刻的距离相关系数 ( 其中1≤i≤B，1≤k≤B，i与k不能同时取相同值)的最大值，得到计算 后的变电站同一电压等级B个间隔正常电压门槛值 具体地，门槛值THDi矩阵的列是 由B-1个同一间隔的 个时刻中最大距离相关系数构成、行是由B个间隔构成，门槛值THDi 矩阵表示如下： 其中， 表示在第i个间隔中除第i间隔电压以外的所有间隔电压与第i间隔电 压的距离相关系数。 进一步地，步骤S5中的距离相关系数矩阵Ut2，矩阵的公式表示如下： 式中， 表示t2时时刻第i个间隔A相或B相或C相相电压与除自己以外的其它间 隔对应相电压之间的闵式距离。 进一步地，步骤S6中构建表决矩阵ft2成员结果的判断条件，其公式表示如下： 进一步地，步骤S6中的表决矩阵ft2，其公式表示如下： 10 CN 111600393 A 说　明　书 6/15 页 式中， 表示时刻t2的第i个间隔表决矩阵成员。 进一步地，步骤S7中的表决加权矩阵sumt2，其公式表示如下： 式中， 表示时刻t2的第i个间隔的表决加权矩阵。 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 1、本发明变电站不同电压等级的电压量测数据归算方法，通过计算历史电压量测 数据中的不同间隔数据的加权平均值、不同电压等级的归算值，从待识别量测数据中计算 出等效电压数据，实现将变电站任意电压等级的电压量测数据归算至同一电压等级，归算 的精准度不高，为利用多维电压量测数据评价电压互感器、二次回路、测控装置的传变状态 提供技术支撑； 2、本发明一种电网电压量测异常识别方法，利用变电站同一电压等级、不同维度 电压数据之间的距离相关系数实现电压传变异常状态识别；能够实现不停电、不检修、不加 装硬件，应用现有电网电压数据，提前4-6个月发现电压互感器量测轻微异常，可防止因“带 病运行”造成的电费计量损失、变电站非计划停电，减少对设备、电网的影响，帮助运检人员 跟踪掌握缺陷隐患发展趋势，主动停电更换或维修缺陷设备，避免设备、电网不安全事件的 发生，推动电压互感器精度检查由“被动定期检修”向“主动研判检修”转变，有效提升电网 安全稳定经济运行。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部 分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中： 图1为本发明变电站不同电压等级的电压量测数据归算方法流程图。 图2为本发明一种电网电压量测异常识别方法流程图。