专利名称：一种多参量融合的变电站数据完整性校核方法
技术领域：
本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及一种多参量融合的变电站数据完整性校核方法。
背景技术：
目前变电站的信息化程度得到了极大的提高，数据采集和交互共享已不再是变电站自动化技术发展的瓶颈，而数据质量逐渐成为工程技术和运行维护人员关注的重点。事实上，电力调度等主站很早就采用状态估计的方式对电力系统的状态数据进行校核。由于信道限制，传输至主站的变电站数据数量有限，所以只能根据已知量，通过潮流计算，估算未知量或可疑量，即状态估计。基础数据不足、运算量大影响了状态估计的实时性和准确性。
近年来，调度等主站状态估计的实现思想被沿用到变电站，不断出现线性、非线性或两者结合的分布式状态估计方法。这种状态估计的基础数据和校核对象主要为变电站内稳态和动态数据，未涉及采样值数据，也未充分利用数据间的关联性，对不同数据进行多维度的校核，而且，实现方法受变电站的具体设计影响较大。IEC61850的数据完整性主要从信息传输方面描述，对数据完整性定义为完整性意指对于给定背景噪声情况下，所产生数据错误小于可接受限值。IEC61850提及外部干扰和通信误码等影响数据完整性的因素，以及保证数据完整性的措施适当设计装置和通信系统、应用适当编码、采用多步骤操作方式。侧重于通过限制噪声影响，提高数据质量，但未从工程实施角度提出数据错误检出和恢复的方法。智能变电站综合采集电网运行数据和设备状态数据，采用IEC61850标准，建立标准的信息模型和通信服务。这些信息模型和通信服务包括由站控层、间隔层、过程层组成的三层式逻辑架构，MMS, GOOSE、SV通信网络及服务模型，层次化的信息模型及结构化模型描述方法；实现了全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，可以为数据完整性校核提供冗余数据资源和数据共享途径。

发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种多参量融合的变电站数据完整性校核方案从时间和空间多个维度对不同形态的数据进行完整性校核，系统性的评估和提升基础数据质量，从而提升变电站数据的可靠性和可用性。为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案一种多参量融合的变电站数据完整性校核方法，所述方法根据数据关联关系采用以下相应校验步骤步骤I :加权表决法校验同源采集数据；步骤2 :电流累加法校验流入封闭区域的电流的测量数据；步骤3 :等电压搜索法或基于约束关系推理法校验具有约束关系的数据；
步骤4 :溯源计算法校验同一数据的不同形态；步骤5 :跳变检测法校验交流电气量相邻两个时间点的采样值和相量值的合理性。所述数据关联关系包括同源采集数据、流入封闭区域的电流测量数据、具有约束关系的数据、同一数据的不同形态和异常数据。所述步骤I中，同源采集数据为开关量时，采用多数数据的值作为表决值进行同源采集数据的校核；同源采集数据为数值量时，采用多数数据的平均值作为表决值进行同源采集数据的校核。所述步骤I包括以下步骤步骤1-1 :同源采集数据为开关量时，设有N个采集装置或系统采集的开关量为Si,按采集装置或系统的置信度设置不同的权重Ci ;则所述开关量Si的加权表决值S表示为
权利要求
1.一种多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述方法根据数据关联关系采用以下相应校验步骤 步骤I :加权表决法校验同源采集数据； 步骤2 :电流累加法校验流入封闭区域的电流的测量数据； 步骤3 :等电压搜索法或基于约束关系推理法校验具有约束关系的数据； 步骤4 :溯源计算法校验同一数据的不同形态； 步骤5 :跳变检测法校验交流电气量相邻两个时间点的采样值和相量值的合理性。
2.根据权利要求I所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述数据关联关系包括同源采集数据、流入封闭区域的电流测量数据、具有约束关系的数据、同一数据的不同形态和异常数据。
3.根据权利要求I所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述步骤I中，同源采集数据为开关量时，采用多数数据的值作为表决值进行同源采集数据的校核；同源采集数据为数值量时，采用多数数据的平均值作为表决值进行同源采集数据的校核。
4.根据权利要求3所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述步骤I包括以下步骤 步骤1-1 :同源采集数据为开关量时，设有N个采集装置或系统采集的开关量为Si，按采集装置或系统的置信度设置不同的权重Ci ;则所述开关量Si的加权表决值S表示为
5.根据权利要求I所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述步骤2中，所述流入出封闭区域电流的测量数据包括相量值和采样值；所述相量值校核判据为某一时刻电流相量和的理论值为零，采样值校核判据为同一时刻采样值累加和理论值为零。
6.根据权利要求5所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于假定某封闭区域有N个支路；a)所述流入封闭区域电流的测量数据为相量值时，设每个支路电流相量为f，在系统正常运行时，通过下式校核流入封闭区域的支路电流的相量值
7.根据权利要求I所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述步骤3包括以下步骤 步骤3-1 :等电压搜索法校验与拓扑形态具有约束关系的电压测量数据； 所述电压测量数据包括电压的采样值、相量值和幅值；校核前先根据零阻抗设备的状态进行拓扑搜索识别，形成等电位区域，再校核电压测量数据，校核依据是经零阻抗连接的各节点电压相等； 步骤3-2 :基于约束关系推理法校验具有约束关系的数据； a)在正常运行情况下，若关联的数据间不满足防误联锁规则，则判定相关数据存在错误，将置信度较低的数据标记为可疑； b)采用数值量与状态量的约束关系进行数据校核；判据为断开的断路器或刀闸位置流经的电流测量值为零，电压互感器刀闸断开，所采电压测量数据理论值为零； c)采用三相不平衡度来校核数据的合理性； 设三相电压或电流相量的正序分量为负序分量力f，则相量的不平衡度λ表示为
8.根据权利要求I所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述步骤4中，在检出上层数据异常后，根据已配置的关联规则，利用该数据的基础数据进行重新计算，如果基础数据完整性也异常，则找出下一级基础数据进行计算，若计算结果通过完整性校核，则替代异常的上层数据。
9.根据权利要求I所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于所述步骤5中，跳变检测法校验交流电气量相邻两个时间点的采样值和相量值的合理性 设被测交流信号频率为f，初相角为％，采样频率为fs，满足fs > 2f，A为被测对于任意信号的幅值，对交流信号gW = Asm{lTft+ φα)，相邻两个采样值之差可表示为
10.根据权利要求I所述的多参量融合的变电站数据完整性校核方法，其特征在于分别通过站控层网络、SV网络和GOOSE网络，获取与所述网络相连接设备采集或存储的状态量和数值量数据，并按所配置的数据关联关系，进行数据完整性校核，并将校核结果返回至数据源端，站控层数据的校核结果经站控层网络反馈至监控主机、数据服务器及PMU/PDC装置；间隔层和过程层数据的校核结果经GOOSE网络分别反馈至间隔层和过程层装置。
全文摘要
本发明提供一种多参量融合的变电站数据完整性校核方法，所述方法根据数据关联关系采用以下相应校验步骤加权表决法校验同源采集数据；电流累加法校验流入封闭区域的电流的测量数据；等电压搜索法或基于约束关系推理法校验具有约束关系的数据；溯源计算法校验同一数据的不同形态；跳变检测法校验交流电气量相邻两个时间点的采样值和相量值的合理性。本发明提供的多参量融合的变电站数据完整性校核方案从时间和空间多个维度对不同形态的数据进行完整性校核，系统性的评估和提升基础数据质量，从而提升变电站数据的可靠性和可用性。
文档编号G01R31/00GK102798776SQ201210251418
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者吴艳平, 倪益民, 姜玉磊, 窦仁晖, 姚志强, 耿明志, 赵东坡 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司